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1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在酒泉卫星发射中心成功发射，开启了中国人探索太空的伟大征程。55年后的同一天，恰逢第十个“中国航天日”，神舟二十号载人飞船在长征二号F遥二十运载火箭(以下简称“长二F火箭”)的托举下奔赴“天宫”。顺利交会对接后，神舟二十号航天员乘组与神舟十九号航天员乘组“太空会师”。
漫漫飞天路，跑好中国人探索浩瀚宇宙的“接力赛”，离不开一代代航天人的自强不息、创新超越。神舟二十号载人飞行任务有哪些新看点？未来空间科学实验有哪些新突破？记者采访了有关专家。
看点一
自主研发智能软硬件——
长二F火箭以数字化赋能测发流程
作为我国航天史上技术最复杂的“航天员专列”，“神箭”长二F火箭每次亮相，其可靠性和安全性都会再度提升。目前，长二F火箭可靠性评估值已经提升到0.9905，安全性评估值达到0.99996。为不断提高火箭性能，中国航天科技集团的科研团队持续攻关。
17时17分，当长二F火箭拔地而起、划破天际，一组特殊的“眼睛”——箭上安装的8台高清摄像机，正在凝视着箭体。从二级发动机喷口跃动的橘红色焰流，再到船箭分离，这些清晰的画面都被实时呈现在地面指挥大厅的屏幕上。
“这就像给火箭装上了全景行车记录仪。”中国航天科技集团陈牧野介绍，团队自主研制的8台高清摄像机首次实现全箭观测视角覆盖，图像覆盖范围从3个关键区域扩展至箭体外表面、二级发动机尾舱和神舟飞船等部位。“这些高清影像数据为地面人员提供了更多视角、更加全面的实时画面，便于更清晰地观察火箭飞行状态，并精准判断火箭关键分离动作，保护航天员安全。”陈牧野说。
高清影像数据的传输，离不开更加顺畅的传输渠道。这次火箭遥测系统首次应用5Mbps(兆比特每秒)码率传输技术，全面提升了遥测关键数据的可靠传送能力。据介绍，火箭上还增加了环境参数的测点，开展分离环境适应性、环境抗干扰等飞行环境的精细化测量，采集飞行中的压力、振动等数据，为将来的发射任务环境适应性研究积累宝贵数据。
本次任务中，全新启用的发射场诸元设计系统成为一大亮点。
所谓诸元，指的是火箭发射时的各类参数。我国科研人员依托自主研发的“天元”软件开发平台研制出了发射场诸元设计系统，能将火箭发射所需的弹道计算、参数装订等核心环节整合到一个数字化平台上，通过软件实现数据在线生成和传递。相比以往依赖人工传递光盘、纸质文件的操作模式，发射场诸元设计系统能显著提升发射场数据处理效率，标志着我国运载火箭靶场诸元设计正式迈入“数字时代”。
“过去，一次火箭发射需要传递上百项诸元参数，依赖光盘、纸质文件等载体，在分秒必争的射前流程中比较浪费时间。现在动动手指，数据就能‘穿越’1000公里。”中国航天科技集团常武权介绍，发射场诸元设计系统打通了网络传输链路，所有数据互联互通，避免人为操作失误，提高发射场诸元传递效率和质量控制水平，以数字化工作赋能高质量发展。
看点二
方便携带更多物品——
神舟飞船深度优化轨道舱空间布局
针对中国空间站常态化运营需求，神舟二十号载人飞船对轨道舱布局进行深度优化，通过精细化设备布局和货包固定方案创新，在保证结构安全性的前提下，有效上行容积增加20%，提升舱内空间利用率。
“每次任务，我们都在神舟飞船的布局规划上绞尽脑汁，尽可能多携带物品，为空间站和航天员提供更好的保障服务。”中国航天科技集团杨海峰表示，与货运飞船相比，神舟飞船的运载能力虽然较小，但灵活性强，对较短保质期物资的适应性优势明显。改进后的神舟飞船既能搭载更多短期消耗品，满足航天员在轨需求，也能运输精密试验载荷，提高单次任务的物资运输效率。
为筑牢“神舟”飞天的质量屏障，中国航天科技集团五院529厂在神舟飞船研制过程中充分运用数字化技术手段，贯穿设计、制造、装配全流程，以“数据链”驱动“工艺链”，保证了产品精密度和可靠性。
神舟飞船的舱壁是保障航天员安全的生命屏障。从工程标准来看，既需要实现毫米级铝合金薄壁的极致轻量化，又要确保在超重发射载荷下舱壁的结构完整性，这些要求将金属板材加工精度推向新高度。
但是随着发射任务越来越密集，神舟飞船舱壁类的薄壁结构件需求激增，传统激光切割设备依赖人工上料、手动排产，切割效率受限，操作人员手动换料劳动强度大。
为了提升生产效率，研制团队自主开发了新一代自动化上料激光切割系统，实现从任务排产、智能套料到程序下发的全链路自动化，单台设备生产效率达到原有效率的4倍，为高密度发射任务提供稳定支撑。
专家表示，神舟飞船研制的数字化转型实践，标志着航天制造从“经验固化”到“知识进化”转变。当传统工艺参数被转化为可分析、可预测的数据资产时，当人机交互从“操作设备”升级至“对话系统”，质量管控已不再局限于最终检测环节，而是渗透到每一个坐标点的计算、每一次工艺参数的决策、每一台设备状态的感知中。这种全要素、全周期的数字化基因，不仅让产品一致性达到全新高度，更赋予航天器应对未知风险的“自适应能力”。
看点三
具备强大再生能力——
中国空间站迎来“新生命体”涡虫
随着神舟二十号载人飞船成功发射，3项太空实验将助力破解生命密码。
据中国科学院空间应用工程与技术中心仓怀兴介绍，空间应用系统本次通过神舟二十号载人飞船上行了“失重性骨丢失及心肌重塑的蛋白稳态调控机制研究”“空间微重力和辐射环境对涡虫再生的影响及作用机制探索”以及“空间微重力对微生物的效应机制研究”等空间生命科学领域的3项科学实验，上行样品及装置总重量约28公斤，涡虫、斑马鱼、链霉菌等实验材料将开展太空实验。
中国空间站迎来“新生命体”涡虫。
仓怀兴介绍，涡虫是一种拥有强大再生能力的扁形动物，其生命历程已经超过5.2亿年，是生物学研究中常用的动物实验材料之一。涡虫的组织修复能力十分惊人，即使断成两截，两边仍可再生出新的肌肉、皮肤、肠道，甚至完整的大脑。研究涡虫对研究人类细胞克服老化、延缓衰老等具有重要意义。
由山东理工大学负责的“空间微重力和辐射环境对涡虫再生的影响及作用机制探索”项目，是国内首次开展的涡虫空间再生实验。下一步，将利用中国空间站生命生态实验柜的“小型通用生物培养模块”，研究空间环境对涡虫再生形态发生、生理行为的具体影响，从个体水平进一步认识再生基本机制，研究结果有助于解决人类空间损伤及地面衰老等健康问题。
斑马鱼再上中国空间站。
空间失重环境会导致人类心血管系统出现心律失常、心肌重塑，也会导致骨骼系统出现持续性骨丢失，大大增加骨折风险，这些问题制约着人类的长期太空生存。
据介绍，由中国航天员科研训练中心、华南理工大学、中国科学院上海技术物理研究所负责的“失重性骨丢失及心肌重塑的蛋白稳态调控机制研究”项目，将利用生命生态实验柜的“小型受控生命生态实验模块”开展为期约30天的在轨实验。通过开展空间斑马鱼成鱼实验，研究微重力对高等脊椎动物蛋白稳态的影响，明确蛋白稳态对失重造成的骨量下降和心血管功能紊乱的调控作用，探寻未来人类在长期宇宙航行中对抗骨量下降和心血管功能紊乱的防护方法。
此前，斑马鱼已在中国空间站开展空间科学实验。2024年，神舟十八号载人飞船携带4条斑马鱼和4克金鱼藻进入“天宫”，在轨成功实现小型二元水生生态系统的稳定运行，实现了我国在空间站培养斑马鱼及在轨产卵的突破。
还有一项实验将探寻链霉菌微重力影响。
仓怀兴表示，链霉菌广泛分布于自然环境中，在土壤改良、植物促生抗逆、生态系统的构建和维持中发挥重要作用，也能产生丰富多样的次级代谢产物，如抗生素等。
中国科学院微生物研究所负责的“空间微重力对微生物的效应机制研究”项目，将开展空间微重力环境下链霉菌的生长、发育分化、生物活性物质合成、种群传代演替的变化和机制研究，为利用空间环境资源开发微生物应用技术和产品奠定基础。(本报记者 刘诗瑶 陈世涵)
来源：人民日报
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