本文來自微信公眾號：果殼 （ID：Guokr42），作者：百舸爭流，題圖來自：視覺中國
北京時間今天10時44分07秒，長征二號F改遙十四運載火箭在酒泉衞星發射中心921工位點火起飛。
火箭飛行576秒後，將搭乘航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲的神舟十四號載人飛船準確送入預定對接初始軌道入口，發射任務圓滿成功。
長征二號F改遙十四火箭點火瞬間 | 央視新聞
隨後，飛船“快速自主交會對接程序”開始，將在接下來的6個多小時內進行數次軌道機動，完成遠距離自主導引控制、近距離相對導航控制和靠攏飛行。預計將在今天傍晚17時許對接於“天和”核心艙節點艙徑向對接口。
中國空間站將迎來它的第三批訪客。
神舟十四號載人飛行任務標識｜CMS
神舟十四號是我國第9次載人航天飛行任務，也是空間站建造階段的首次載人飛行。
神舟十四號任務期間，航天員將在軌完成空間站三艙組合體的建造任務。這也將是中國空間站的完整構型。
從2000年11月2日開始，國際空間站就一直不間斷地保持着有人在軌值守狀態；神舟十四號的3位航天員進入“天和”核心艙後，中國空間站也將開啓長時間不間斷有人的新時代。
神舟十四號航天員乘組
神舟十四號正式乘組的3名航天員分別為：陳冬（下圖中）、劉洋（下圖右）、蔡旭哲（下圖左），陳冬擔任本次飛行任務的指令長。
神舟十四號載人飛行任務乘組定妝照｜劉芳 攝 / 新華社發
本次飛行乘組的構成仍然為“兩老帶一新”。
值得一提的是，這是我國首次全部由第二批航天員構成的飛行任務乘組。陳冬和劉洋分別執行過神舟十一號和神舟九號飛行任務，此次任務是他們的第二次飛行，蔡旭哲則是首次飛行。
航天員陳冬｜劉芳 攝 / 新華社發
陳冬，男，漢族，籍貫河南鄭州，中共黨員，碩士學位。中國人民解放軍航天員大隊一級航天員，被中共中央、國務院、中央軍委授予“英雄航天員”榮譽稱號，並獲“三級航天功勳獎章”。
陳冬在在天宮二號空間實驗室內進行水膜實驗｜CMS / ACC
陳冬曾在2016年與景海鵬共同執行神舟十一號載人飛行任務，在天宮二號空間實驗室內工作和生活了33天。作為首位選自第二批航天員中的指令長，陳冬有着非常豐富的飛行經驗。
航天員劉洋｜劉芳 攝 / 新華社發
劉洋，女，漢族，籍貫河南林州，中共黨員，博士學位。中國人民解放軍航天員大隊特級航天員，被中共中央、國務院、中央軍委授予“英雄航天員”榮譽稱號，並獲“三級航天功勳獎章”。
劉洋在天宮一號目標飛行器的生活照｜CMS、ACC
劉洋是我國首位執行飛天任務的女性航天員，也是中國首位執行載人交會對接任務的航天員之一。神舟九號期間，她曾與景海鵬、劉旺共同操作神舟九號飛船，與我國第一個短期載人空間站——天宮一號進行了兩次交會對接試驗，飛行經驗豐富。
航天員蔡旭哲｜劉芳 攝 / 新華社發
蔡旭哲，男，漢族，籍貫河北深州，中共黨員，碩士學位。中國人民解放軍航天員大隊二級航天員，2010年5月入選為我國第二批航天員。經全面考評，入選神舟十四號載人飛行任務乘組。
本次任務是蔡旭哲的首次飛行。
神舟十四號的飛天之路
長征二號F改遙十四運載火箭與神舟十四號飛船組合體轉運至發射區｜劉芳 攝
神舟十四號的發射，由至今100％成功的“神箭”長征二號F改進型運載火箭承擔。長征二號F改特有的逃逸塔設計可以在發射遭遇故障時啓動，使飛船脱離危險，保證航天員的生命安全。
此次發射的遙十四運載火箭與去年10月發射的遙十三火箭外觀上最大的不同，就是火箭芯一級、芯二級級間段外沒有安裝保温泡沫。6月的酒泉天氣晴朗舒適，户外環境温濕度已經不會對火箭造成影響。
長征二號 F 改遙十四運載火箭｜汪江波 攝
由於飛船需要和空間站進行交會對接，因此運載火箭必須將飛船發射到與空間站相同的軌道面上。火箭需要以“零窗口”發射，點火起飛時，中國空間站幾乎就在發射場的頭頂上空。
火箭發射時空間站星下點軌跡和實時位置
與之前神舟十二號、十三號相同的是，神舟十四號仍然採用自主快速模式進行交會對接。
飛船發射前，工作人員會將目標航天器（即天和核心艙）的軌道參數裝訂進飛船的制導、導航與控制（GNC）系統。飛船入軌後，首先進行遠距離導引段交會飛行，飛船主要根據測控站送出的測軌參數和船上接收到的 GNSS（如北斗、GPS）等星基導航數據計算出自己的位置和軌道，再依照之前裝訂的空間站軌道參數，由船上計算機自動計算出最優變軌方案，並自主實施軌道控制。
運載火箭將飛船送入的軌道高度低於空間站，這也意味着飛船的速度略快與空間站，因此飛船是從後向追上空間站的。當飛船抵達空間站後下方約 50 千米的相對位置後，遠距離導引段結束，交會對接轉入近距離相對控制段。此時飛船將與空間站建立相對通信和導航，並逐漸向空間站靠攏。
神舟十四號載人飛船與空間站徑向對接口交會對接示意動畫｜中國空間技術研究院
神舟十四號飛船的交會對接與神舟十三號相同，都採用徑向（R-Bar）交會對接。
中國空間站建成完整構型
神舟十四號飛行乘組的工作安排非常繁重，他們在軌6個月期間需要完成：
5次交會對接
3名航天員將乘坐神舟十四號飛船與空間站徑向端口進行對接。
入駐空間站後，將會依次迎接“問天”實驗艙、“夢天”實驗艙、天舟五號貨運飛船和神舟十五號載人飛船的到來。
屆時，航天員需要對來訪飛行器的交會對接過程進行全程狀態監視。
“問天”實驗艙與空間站交會對接示意動畫｜中國空間技術研究院
3次對接分離
任務期間按照計劃，天舟三號、天舟四號貨運飛船將會完成使命，撤離空間站並再入大氣層。
目前正對接於空間站前向端口的天舟三號將在“問天”實驗艙發射前撤離空間站，為兩個實驗艙留出前向對接口。
目前正對接於空間站後向端口的天舟四號貨運飛船將在天舟五號貨運飛船發射前撤離空間站，為天舟五號留出後向對接口。
任務結束後，3名航天員將乘坐神舟十四號飛船撤離空間站並返回地球。
兩次艙段轉位
根據建造計劃，實驗艙發射入軌後將與空間站前向對接口對接，然後再轉位至側向停泊口。
問天實驗艙轉位示意動畫｜中國空間技術研究院
艙段的轉位是空間站建造的關鍵環節，“轉位再對接”的成敗是決定空間站建造能否順利進行的決定性因素。
中國空間站艙段轉位再對接過程示意圖｜楊宏《載人航天器工程》
兩個實驗艙的轉位主份方案將由實驗艙對接口上端的轉位機構完成，艙段轉位時考慮重力梯度力矩和氣動力矩，組合體將會調整姿態在 XZ 平面內進行轉位。
夢天實驗艙與空間站交會對接和轉位示意動畫｜中國空間技術研究院
由於實驗艙的轉位機構將會是首次在軌使用，為了穩妥起見，空間站大機械臂在設計上也可以輔助艙段進行轉位。
這個操作是空間站工程關鍵技術驗證階段的一個考核項，神舟十三號在軌期間曾配合地面使用大機械臂對當時在軌的天舟二號貨船成功完成了轉位測試。
其他亮點
神舟十四號任務期間，航天員還將首次進入“問天”、“夢天”實驗艙，建立載人環境。期間航天員還需要配合地面完成空間站兩艙、三艙組合體的在軌測試工作。
“問天”實驗艙末端氣閘艙示意圖｜CMS
“問天”實驗艙末端的氣閘艙是空間站航天員出艙的主份氣閘。完成在軌氣閘功能測試後，神十四航天員將首次使用“問天”氣閘艙執行艙外活動。屆時，此前出艙任務中使用的“天和”節點艙，將用作空間站的備份氣閘艙。
最後，神舟十四號飛行乘組還將與神舟十五號飛行乘組首次實施在軌輪換和交接班工作。屆時中國空間站將同時有6名航天員在軌工作。
打造國家級太空實驗室
“建站為用”，這是中國空間站的建設口號，目標是把天宮空間站建成為國家級太空實驗室。
中國科學院空間應用工程與技術中心（CSU）代表中國科學院抓總負責載人航天空間科學與應用任務的規劃、實施及成果產出與推廣，是載人航天工程空間應用系統的總體單位。在空間站目前已經安排的科學實驗機櫃中，CSU 負責了 14 個。
這些科學實驗機櫃涵蓋多個科目，將為展開空間科學實（試）驗提供高質量的平台。這些實驗櫃的大部分硬件將跟隨兩個實驗艙一同發射入軌。神舟十四號航天員將在軌配合地面科研人員，完成對科學實驗櫃的解鎖、安裝和測試。
航天技術，是人類科技樹的最頂尖的部分，和普通人有關係嗎？當然有：你手裏的智能手機、腳上穿的運動鞋墊、做飯用的微波爐、衣服上的魔術貼、購物用的條形碼……這些你司空見慣的東西，都源於航天技術。這大概就是對“人類為什麼要探索太空”最接地氣的回答。
空間站三艙組合體示意圖｜CMS
中國載人航天30年，經歷了從無到有、從弱到強，一個全新的整合了空間技術試驗、空間科學實驗和空間應用於一身的空間站，即將在神舟十四號任務期間建成。
在可以預見的將來，太空中每時每刻都有中國航天員的身影。
就從今天開始！
本文來自微信公眾號：果殼 （ID：Guokr42），作者：百舸爭流，編輯：Steed，題圖：載人航天工程中科院應用系統