交会对接从6.5小时缩至3.5小时，神舟二十一号如何做到？

2025年10月31日23时44分，由中国航天科技集团有限公司五院（简称航天五院）抓总研制的神舟二十一号载人飞船，经过约3.5小时的飞行后，与中国空间站成功对接，整个交会对接过程运行稳定、控制精准。这是我国载人飞船首次采用3.5小时交会模式，标志着我国载人航天自主快速交会对接实现又一突破。

3.5小时交会模式是技术迭代的“V2.1版本”

回顾我国载人航天空间交会对接技术的迭代历程，神舟八号至神舟十一号为空间交会对接技术V1.0时代，实现了从无到有的跨越，完成了基础技术验证，彼时交会对接时长约2天。神舟十二号至神舟二十号迈入V2.0时代，技术全面升级，不仅实现了过程高精度自主，更将交会对接时长缩短至6.5小时，奠定了常态化、高效率执行交会对接任务的技术基础。

记者从航天五院获悉，此次神舟二十一号采用的3.5小时模式，并非颠覆性的“大版本”升级，而是在V2.0框架下针对载人任务需求的适配，可视为技术迭代的V2.1版本。它沿用了V2.0成熟的自主导航与变轨控制框架，借鉴了天舟七号货运飞船验证的3.5小时方案经验，更重要的是，相比于天舟五号实现的2小时方案，3.5小时模式对系统条件要求更宽松，更贴合载人任务高可靠性需求，体现了技术优化与任务需求的深度契合。

交会对接通常分为远程导引段与近程导引段，我国已实现这两个阶段的全自主控制。以神舟二十一号任务为例，远程导引段是飞船从发射入轨，逐步调整轨道并飞到空间站后下方几公里至几十公里，且同时满足速度和轨道高度的既定位置，重点是通过轨道控制实现与目标的接近；近程导引段是从远程导引段终点开始，到交会对接完成，重点是对飞船的轨道与姿态进行高精度微调，确保最终精准对接。

交会对接时间缩短，有三方面技术优化

据了解，神舟二十一号能够将交会对接总时间从6.5小时缩短至3.5小时，其技术关键主要体现在3个层面的优化。

首先，要通过更精确的发射和入轨控制，使飞船进入一条初始相位差更小的轨道，使其绕飞更少的圈数、进行更少的轨道调整就能与空间站“准时”相会，从而大大节约时间成本。

其次，缩短近程导引段的初始距离，让飞船在更近的“起跑线”开始其最终的精准机动，压缩最后一程的耗时。

最后，研制团队还对远程导引末段和近程导引初段的飞行轨迹进行了统一的优化设计，增强了系统的容错能力和适应性。新的轨迹规划算法能够在空间站实际轨道可能存在一定误差的情况下，依然引导飞船走出安全、最优的逼近路径，避免了因初始条件偏差可能引发的轨迹安全问题，体现了载人任务对安全性的高要求。

记者还了解到，通过开关设置，制导导航与控制（GNC）系统可在3.5小时交会模式和6.5小时交会模式之间进行切换。任务期间，飞船会在多个关键点对飞船状态进行评估判断。入轨初期判断，若不能满足3.5小时交会则自动切换至6.5小时模式，若不满足自主交会条件时会转为地面导引交会，极端故障工况下若判断无法进行交会对接时，会转入应急返回。

载人飞船交会对接时长的大幅缩短，对空间站应用与发展工程阶段有着很强的现实意义，一方面可降低发射窗口约束，放宽了能源对发射窗口的要求，为任务规划提供更大灵活性；另一方面，可提高在与时间强相关类重大故障情况下执行交会对接任务的能力，确保任务实施和航天员安全。

此次神舟二十一号载人飞船成功实施3.5小时交会对接，更凸显了我国空间交会对接技术的稳定可靠和高效灵活，这一成果将为我国建设航天强国、探索更遥远深空以及为人类和平利用太空贡献更多中国智慧与中国力量。

新京报记者 张建林

编辑 白爽 校对 李立军