北京时间4月5日，随着美国SpaceX公司的载人龙飞船返回舱运送4人安全溅落于太平洋，代号“前进2号”的人类首次极地轨道飞行任务完成。这次任务刷新了载人航天史上的轨道倾角最大纪录，人类首次从航天器上俯瞰完整的地球两极。那么，这次任务具体有哪些亮点？有可能对未来载人航天事业产生哪些帮助呢？

乘组基本上自行起身搬行李出舱

商业航天新创举

众所周知，这次任务之所以命名为“前进2号”，是为了纪念前进号科考探险船。该船曾在100多年前运送探险家穿越北冰洋，后来又运送科考队登上南极大陆，探索南极点。为此，飞越地球两极的载人龙飞船特意携带了一块前进号科考探险船的柚木甲板，上面有当年南极科考队员的签名。

外界进一步“深挖”其命名渊源，发现赞助者还参考了火星任务。2003年底，欧空局的火星快车探测器进入火星轨道，随行的有英国小猎犬2号着陆器，而后者命名源于运送达尔文环游世界的英国海军小猎犬号武装探险船。赞助者正是受到“小猎犬2号”启发，2023年决定将载人极轨飞行任务命名为“前进2号”。

为了彰显理念“希望看到太空探索的开放性未来”，4名所谓“私人航天员”并未按照惯例选择至少1名美国专业航天员，而是4名“太空素人”——1名爱好探险的金融投资者、1名有北极附近生活经验的摄影师兼电影导演、1名参与过立方星项目的科研人员和1名曾抵达地球两极数十次的探险家。他们完成约8个月训练后，登上了载人龙飞船。

北京时间4月1日，猎鹰9火箭托举载人龙飞船升空，进入不同寻常的轨道：在美国佛罗里达和巴哈马之间的海域上空转向南方，飞越古巴和巴拿马群岛。火箭第二级关机后，载人龙飞船进入一条近地点高度约200公里、远地点高度约430公里的轨道。

为了确保“开辟全新载人航线”万无一失，载人龙飞船特意修改了逃逸程序，以便在猎鹰9火箭一旦出现故障的情况下能尽量着陆在预定安全区域，而不是沿着惯性弹道落到巴哈马或古巴境内，避免引发国际纠纷。

4月5日，载人龙飞船顺利完成使命，返回舱运送4人安全溅落在太平洋上。搜救团队完成返回舱打捞工作后，4人自行起身搬行李，爬出飞船，表明在轨期间并未出现明显的生理不适。其实，这是本次任务的最后一项测试“无人协助下安全逃生”。

科学任务花样多

“前进2号”任务完成了22项科学实验，涉及8个国家的院校、科研机构和商业公司，旨在提升人类对“长期太空探索”的认识和能力。

其中，大多数研究属于航天医学领域，涉及在失重环境下血液流动限制、骨骼健康、脑电波及功能分区变化、大脑核磁共振成像、太空环境中生理耐受力测试、体内葡萄糖调节、动态心电及血压变化、舱内人体承受辐射水平、睡眠与生理卫生、太空唾液分泌与消化系统、人类基因潜在变化倾向、空间运动病监测、空间组分观测、太空中人类对时间流逝的认知研究、人体X射线成像、女性生理健康研究等。

可能有人好奇：这次任务持续时间较短，为什么很多科学实验号称“与长期太空探索相关”？

因为这些科学实验大多被归类为“火星任务的前置研究”，与SpaceX公司持续宣传的载人登火计划乃至美国官方相关愿景相呼应。

按照SpaceX公司和任务赞助者的说法，很多科学实验聚焦于航天员在太空飞行中的身体和精神健康状态，通过精确测量部分生理参数变化，为航天医学积累宝贵资料，特别关注辐射带环境下航天员的适应性，支持后续提升人类长期太空飞行能力。乘组返回地面后，前往约翰逊航天中心，继续参与航天医学研究。

比如，通过研究人体血液在失重环境下流动限制，未来从地球飞往火星的9个月左右旅程中，航天员有可能会尝试一些主动和被动的调控血液流动方法，进而维持肌肉和骨骼健康。

再比如，一些认知测试重点研究航天员的心理状况和精神状态，确定其承受的心理压力等级，以便未来“对症下药”，在舱内布置、空间划分、团队准则、太空运动和娱乐等方面积极改进，提高航天员执行长期任务的效率和安全性。

有趣的是，乘组在太空中尝试了培育蘑菇。有研究表明，蘑菇等真菌不需要光合作用，每天体积能够翻倍生长，营养成分丰富，食用口感较好，很可能是“理想的太空作物”，既能为航天员补充未来火星之旅等长期太空任务所需的能量，还有利于形成闭环太空农业系统，尽量减少投入和浪费。

此外，载人龙飞船实施了一些小件搭载测试，执行了一些类似返回式卫星的任务。为了及时传送太空实验数据，载人龙飞船尾部的开放式货舱内安装了星间激光链路载荷，以便检验借助星链星座进行高速激光通信。

除了完成这些科学实验外，最令外界感兴趣的“前进2号”乘组活动应该是使用硕大的相机镜头拍摄地球两极风光。专业摄影师使用8K和VR拍摄设备，从太空中记录了高分辨率极地景象和180度全景VR画面，并计划将这些太空摄影成果用于科学研究。

这次任务原定的一大看点是参与天地联合极光研究项目，通过“捕获”罕见角度的极光，为极地大气物理学研究提供帮助。遗憾的是，在绚丽的极光出现前，载人龙飞船已进入再入轨道，最终失之交臂。

载人龙飞船为“前进2号”任务改装了穹顶天窗

载人航天新方向

其实，极地轨道载人飞行并非新颖概念。20世纪60年代，美国国家侦察办公室曾提出“载人轨道实验室”项目。按计划，由双子座飞船改装的空间实验室将在“侦察卫星”的名义下，被大力神-3M火箭送入一条倾角96.4度的太阳同步轨道。接下来，航天员将操作1.8米口径相机，重点拍摄北极圈内苏联军事设施细节，预计图片分辨率达0.22米。后来，美国国家侦察办公室和美国空军又规划了极地轨道航天飞机任务，打算部署保密侦察卫星。不过，在卫星自动化技术取得飞速进步后，再考虑到人员安全性和综合成本，这些极地轨道军用载人航天任务均未发射。

那么，“前进2号”任务会给未来载人航天事业带来哪些积极影响呢？

一方面，促成这次任务的直接原因是私人投资者“寻求刺激，挑战极限”，利用逐渐发展成熟的商业火箭和载人飞船，努力探索与传统空间站不同高度、倾角的运行轨道。由此，商业载人航天充分展现了任务弹性，可以支持开展一系列科学实验，研究航天员在不同环境中的适应性，与传统空间站上的类似研究形成互补。

更进一步，SpaceX公司希望获取更多专业航天员之外的“普通人样本”，通过太空旅游和所谓“私人航天员任务”，更广泛地开展航天医学研究，摸索出更完善的太空生活保障方案。为此，SpaceX公司一度鼓励慢性疾病患者报名参与极轨太空任务。

外界认为，“前进2号”任务的科学实验涉及大量人体生理监测和医学研究，很可能与SpaceX公司研发的载人登火计划生命支持系统有关。载人龙飞船的运行轨道频繁穿越地球两极辐射带，有助于模拟某些辐射较强烈的载人任务环境，初步研究缺乏地磁场保护对人体的影响，不排除是为探月探火等任务“探路”。

另一方面，在不久的将来，国际极地轨道载人航天事业将进入新阶段。俄罗斯正在积极筹建空间站，计划于2028年发射首个核心舱，运行于高度400公里左右的太阳同步轨道，属于广义上的极地轨道范畴。未来，该空间站将成为短期有人值守的在轨成像、空间科研和载荷部署平台，预计每年会有2艘联盟飞船运送航天员入驻空间站，每次在轨约1个月。

总之，随着极轨航天活动逐渐开展，载人航天事业必将开拓更多领域。

来源/《中国航天报·飞天科普周刊》，原标题《破纪录收获多，人类完成首次极轨飞行》

文/张晨

图/《中国航天报·飞天科普周刊》

编辑/胡蓝月