图片来源：新华社

北京时间10月31日23时44分，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。

神舟二十一号载人飞船入轨后，于11月1日3时22分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约3.5小时，创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。

电源分系统、对接机构分系统、

长寿命低比值无机热控涂层、

耐高温隔热材料与组件、

小鼠实验单元、植物Ι型实验单元、

对接激光雷达、飞船电源分系统驱动机构

……

这些是上海科技界

承担的神舟二十一号载人飞船的科研工作

而这也让“神舟二十一号”

烙下了深深的上海印记

一起去看看他们的科研成果吧！

中国航天科技集团 

上海航天技术研究院 

此次任务中，中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院承担了神舟载人飞船的电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务。

从神舟八号需耗时近两天才能完成交会对接，到如今神舟二十一号实现3.5小时快速自主对接，我国载人飞船的交会对接能力实现了质的飞跃。

这一提速的背后，是上海航天团队在地面开展的十余项模拟飞行测试和数十项故障预案推演，通过多轮系统级联合演练，全面验证了各类异常工况下的应对策略，确保任务万无一失。

作为实现精准对接的核心——对接机构，是一套高度集成的机电差动式系统，具备吸收不同方向碰撞能量的缓冲能力。早期神舟飞船采用固定阻尼刚度的机械式缓冲结构，如同“固定硬度的弹簧”，仅能应对特定强度的对接冲击，适应性有限。

如今，对接机构已升级为“刚柔并济”的受控阻尼缓冲系统。该系统可根据对接时的相对速度、质量差异等动态调节缓冲力度，灵活应对不同吨位、不同姿态的对接工况，极大提升了对接过程的安全性与适应性。

随着空间站任务周期延长、飞行频次提高，神舟飞船对在轨能源系统的稳定性与寿命提出了更高要求。作为飞船的“能量心脏”，电源分系统进行了多项关键升级。

在锂离子电池管理方面，系统新增过充、过温、过放“三重防护机制”，通过智能充电控制策略，确保电池在复杂工况下始终处于安全工作区间。

为支持本次快速交会对接任务，电源分系统还修订了15项应急预案，细化应急响应流程，全面提升系统在突发情况下的自主处置能力，为航天员安全保驾护航。

中国电子科技集团公司

第二十一研究所

从“神舟十二号”到“神舟二十一号”成功发射，21所配套电机圆满完成飞船对接激光雷达、飞船电源分系统驱动机构和生命保障分系统温控阀驱动机构的保障任务，在各分系统引导对接、精准驱动、精确控制等方面发挥“关节肌肉”与“神经末梢”的重要作用。

驱动雷达测速测距引导对接任务完成。某型混合式步进电机用于飞船的激光雷达。当飞船与空间站交汇对接时，在该电机控制下，激光雷达通过对飞船与空间站速度与距离进行测量控制，在达到可对接范围时便进行交会对接，实现“太空之吻”。该电机在无系统反馈情况下，通过驱动控制器的细分控制，在单电机驱动下实现精度高、平稳性好的精准细分微动，控制激光雷达的精准扫描，从而引导对接任务成功完成。

驱动电池定向，保障能源供给。驱动“对日定向”，提供可靠保障。某型步进电机用于飞船电源分系统驱动机构，驱动太阳电池阵“对日定向”。该型电机采用21所自主专利技术，提高了电机惯性负载驱动能力，保障了飞船能源供给。同时该产品采用特殊密封结构设计和金属密封材料，保证了长寿命低泄漏率要求。

助力开启空调模式，保障环温安全舒适。太空环境恶劣，“温控”至关重要。21所研制的某款混合式步进电机应用于载人飞船生命保障分系统温控阀驱动机构，电机驱动温控阀，通过可靠准确的气体流量调节有效降低温升，实现对舱内环境温度的精确控制，为科学实验开展和宇航员工作提供“舒适”环境，有效保障了航天员生命健康和仪器设备安全。

中国科学院

上海硅酸盐研究所

在神舟二十一号任务中，中国科学院上海硅酸盐研究所研制了长寿命低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、返回舱舷窗防烧蚀污染涂层、姿控发动机热防护材料、舷窗玻璃及光学涂层、舱内通道照明和仪器仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层、消杂散光涂层、不锈钢灰色化学转换热控涂层、返回舱防热天线窗等十余种涂层与部件，保障航天器在极端太空环境下正常工作。

中国科学院

上海有机化学研究所

据了解，上海有机所为神舟二十一号配套了氟氯油、氟溴油、有机热控涂层等，有效助力此次任务成功实施。

上海有机所是我国研制及批量生产高比重、高粘度氟油的重要单位，实现了我国在液浮导航系统关键原材料的全方位自主可控。氟氯油和氟溴油是上海有机所为配套多个重点型号任务研制的，质量可靠、性能优异、交付及时，且上海有机所提供全生命周期的技术支持，保障了飞船、空间站、卫星等任务的研制交付，为国家重点项目提供了关键技术支撑。

航天器在太空工作的空间热环境非常极端。航天器进入轨道后，处于地球大气层以外的超高真空空间环境，朝向太阳的表面温度非常高，而背向太阳的表面则非常低。为了保证仪器设备表面温度处于正常工作状态，航天器设计师常通过在航天器外表面使用不同的太阳吸收率和热辐射率的涂层来调节其热平衡温度，以保证其在合适的使用温度内工作。上海有机所是我国系统研制有机热控涂层的唯一单位。有机热控涂层研制组是上世纪六十年代为满足我国第一颗人造卫星“东方红一号”研制而成立的。几十年来，几代研制组科研人员克服了大量技术和装备上的困难，团结协作，刻苦攻关，研制出几十种不同用途的有机热控涂层，应用于我国已发射和在研的各类卫星和航天器型号上。在此次神舟二十一号，同样使用了上海有机所研制生产的ERB-2、SR107-ZK有机热控涂层以及防原子氧阻燃布等产品。

中国科学院

上海技术物理研究所

上海技物所研制的小鼠实验单元、植物Ι型实验单元、手性实验单元随飞船升空，将分别转移至空间站问天舱空间小型哺乳动物饲养装置、通用生物培养模块和专用实验模块中，开展“空间动物品系筛选与饲养关键技术验证”、“拟南芥花序组织干细胞转录分析发育调控网络的研究”和“氨基酸手性异构体密码子相关核苷种类对氨基酸成肽的调控研究”等生命科学研究。目前各实验样品在轨状态良好，各硬件模块在轨工作正常，正按既定计划开展工作。

（左）小鼠实验单元（中）植物Ι型实验单元（右）手性实验单元

本次任务中，空间小型哺乳动物饲养装置将开展我国首次空间小鼠培养实验。该装置突破了在体积重量资源极其有限、微重力无自然对流、样品个性化差异大等条件下的微小密闭空间内哺乳动物高效、精准的生保控制技术，将验证空间哺乳动物全流程实验方案，为未来空间站哺乳动物实验平台建设和空间长期多类型动物实验奠定技术基础。

上海技物所空间生命科学仪器研制团队