神舟二十号发射准备，3名航天员将出征，中国空间站第1次调相变轨

航天航空迷们要注意了！我们的航天事业马上又要有新动作了。

一个是马上就要起飞升空的神舟二十号，另一个就是我国空间站将会进行第一次调相变轨。

那么，神舟二十号这一次升空的任务是什么呢？调相变轨又是什么呢？

根据我国的航天部门透露，神舟二十号已经开始进行起飞前的最后检查阶段，三名仍然没有公布名单的航天员也已经做好了相应的准备，只等最后确定发射时间之后，乘坐神舟二十号到天宫空间站进行“交接”。

神舟二十号的发射时间预计定在4月底或5月初，已经在空间站中“执勤”超过150天的神舟十九号乘组成员刚好也预定于五一前后回家，这两个时间刚好能够对接得上。

神舟十九号的成员们，在执行任务过程中创造了一项出舱执行任务时间最长的世界纪录，同时还在电脑认知实验、血液采集和冷冻等航天医学实验，以及在逆布雷顿制冷技术高效率制冷方面的实验中，都取得了十分显著的成绩。

神舟二十号航天员乘组的任务同样并不简单，不仅需要进行大量的生命科学、微重力物理科学科学实验，而且还将进行有关于应急性太空救援的任务练习以及货物气闸舱出舱等任务。

当然，在执行这些任务之前，神舟二十号的乘员要先与神舟十九号的乘组员进行会合和交接，也就是需要有一段时间的“共同作业”时间。

值得一提的是，这一次神舟二十号的成员，将会在执行任务期间完成一次让空间站进行调相变轨的操作任务。

变轨，顾名思义就是卫星等航天器通过燃料喷射或者其他方式，去改变原有运行轨道的过程。

通常情况下，变轨有两种方式，一种是以原有的轨道作为基础，在变轨驶出之后再回到原有轨道上，另一种则是直接改变轨道，在新的轨道上继续运行。前者往往是建立在后者的技术要求之上，但两者的技术要求都很高。

这种在太空轨道进行变轨的操作，其实并不像人们所想象那样和地面上汽车变道、火车变轨那样简单，而是有着极高的技术要求。

比如，在地面上进行变轨并不需要考虑因为施力过大或操作问题造成的影响，但在太空中只要施力稍大一点，就很可能会造成“出轨”的情况。所以在太空中的变轨操作需要极其精准的计算和操作。

另外，太空中也并非人们印象中那种“一望无际、空无一物”，而是存在各种大量的陨石碎片和微粒。

这些都会对航天器的外体造成一定的破坏，一旦在变轨过程中遭受到达到一定程度的撞击，很可能就会造成难以想象的后果。

另外，航天器在变轨的过程中，还需要考虑到太阳耀斑、磁暴等能够对轨道磁场造成影响的外部环境因素，以防止在变轨过程中可能出现的各种影响。

从这些方面来看，航天器的变轨其实并不简单。

其实，我国航天科研人员在航天器变轨方面的技术已经相对成熟。

比如在2011年时天宫一号在地外轨道上运行第4圈时，曾经从346公里的高度抬升到355公里，2024年发射的嫦娥六号，在飞向月球的过程中也先后进行了4次变轨。

这两次航天任务的执行过程堪称完美，变轨的过程也给任务的顺利完成提供了有力的支撑。

或许有人会感到奇怪，我们的天宫一号和嫦娥六号，不是都已经实现了变轨吗？为什么还说这一次神舟二十号成员组将进行的变轨操作是“首次”呢？

首先，嫦娥六号是登月设备，本身的体积并不大，天宫一号虽然相对大一些，也不过是两个舱的太空试验舱，两者在体积上和现在已经有3个太空舱无法相比。

其次，这两次的变轨动作都是单向变轨，也就是在不改变太多姿态的情况下进行变轨。而这一次神舟二十号乘组所要进行的操作，则是要把我国的空间站从现有的高度抬升到380公里，并且在一定程度上对现有姿态进行调整。

我们这里说起来似乎并没有感觉出这种技术有多难，但在实际操作中，却可以用“难以上青天”来形容。比如我国空间站的体积有1200立方米，要把这样的庞然大物进行精确地推动、抬升、变轨、调整方向，难度几乎等于让大象在针尖上跳舞。

正是因为这是我国的空间站的第一次以这样大的整体进行调相变轨操作，所以才会引起人们的关注。

那么，这样大难度的操作，我们有能力完成吗？

其实，以美国为主的国际空间站，从1999年以后已经有过32次变轨运动，只不过其中绝大多数都是小幅度变动以躲避行星碎片为主，而且其中至少200多次都是在“进步号”飞船的动力帮助下进行的调整。

我们空间站的这一次变轨运动，则是以“天地协同”和高精度计算为主。

这次空间站的变轨是由空间站的核心舱发动机提供推行动力，通过超强的通讯设备和地面的控制站进行联系，当地面反馈出10万种可能产生的轨迹之后，再由高性能量子计算机进行挑选最为可能方案。

这个程序看起来似乎很繁琐，但是在超强计算机的配合下则只需要很短时间就能得出结果，比如量子计算机10万选1地挑选工作，仅仅需要0.3秒。

而且像这种超快速的计算和应急能力，在我国空间站内几乎无处不在，这也是我国的空间站被众多外国媒体的评价中，成为“高新科技集合体”的原因之一。

总之，现在的太空格局，已经不再是国际空间站的“独舞”，而是将会由我国接过舞台成为太空舞台的主演，人们在我国空间站的身上也将会看到更多、更精彩的表演。

参考资料：
【1】《空间交会调相特殊点变轨求解算法》航天控制 2009年-8期
【2】《天宫一号第一次变轨成功》中国载人航天
【3】《（图表·海报）神舟二十、二十一号航天员乘组已选定 正在开展相关训练》新华社