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神舟飛船
(中國自行研製空間載人飛船)
鎖定
神舟飛船(英文:Shenzhou Crewed Spacecraft
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)是中國自行研製、具有完全自主知識產權、達到或優於國際第三代載人飛船技術的空間載人飛船。
- 中文名
- 神舟飛船
- 外文名
- Shenzhou Spaceship
- 所屬學科
- 載人航天
- 所屬國家
- 中華人民共和國
- 發射地點
- 酒泉衞星發射中心
神舟飛船研製歷程
神舟飛船歷史背景
- 美蘇競爭
20世紀60年代人類載人航天活動就是從載人天地往返運輸系統的研製與試驗開始的。在太空競賽時期,蘇聯和美國分別研製了三個系列的載人飛船,即東方號、上升號、聯盟號和水星號、雙子星號、阿波羅號。聯盟號飛船經過不斷改進,仍作為天地往返運輸工具在使用。美國研製並使用了航天飛機,未來各航天大國還將研製新一代載人飛船。
1961年4月,蘇聯航天員尤里·加加林乘坐東方一號飛船飛上太空,宣告了人類載人航天時代的到來。雖然加加林乘坐東方一號飛船僅環繞地球飛行一週,卻完整地驗證了天地往返運輸系統發射入軌、在軌運行、生命保障、測控通信、安全返回所需要的關鍵技術,證明了人類有能力實現可靠的天地往返。
美國的第一代載人飛船是在蘇聯取得巨大成就的情況下奮起直追的產物。1961年5月5日,艾倫B·謝潑德乘坐水星3號,成為美國第一位乘坐飛船升空的人,到達186千米的高空。之後乘坐水星4號的格里索姆也採用了亞軌道飛行方式。在水星4號任務之後,因為有了更大的宇宙神運載火箭,美國才得以將水星號飛船送入環繞地球的軌道。1962年2月20日,約翰·格倫乘坐水星6號飛船繞地球飛行3圈,成為美國第一個進入地球軌道的人。此後的3次水星號飛行任務均取得了成功。
- 中國探索
早在1958年,中國科學院就開始了載人航天的規劃工作。1961年4月,蘇聯人加加林首次進入太空,中科院通過舉辦星際航行座談會探討載人航天問題。
1965年,在研究第一顆人造衞星及航天發展計劃時,載人飛船名列其中。同年8月9-10日由周恩來主持的中央專委會議曾原則通過同意在1979年發射第一艘載人飛船的規劃設想。
1966年,中央專委進一步要求着手研製宇宙飛船。
1968年4月1日,航天醫學工程研究所(507所)成立,開始了航天員的選拔工作。
1970年7月14日,毛澤東圈閲了曙光一號飛船航天員選拔報告。因此,中國第一個載人航天計劃就被稱為“714”計劃。
1970年11月27日,國防科委提交《關於研製載人飛船、通信衞星、導彈衞星的請示報告》,提出曙光一號飛船由兩名航天員駕駛,最長飛行時間為8天,爭取1973年發射無人飛船,1974年發射載人飛船。
1971年4月,載人航天工程方案論證會召開,提出的方案為載2人雙艙式,構型類似於美國的雙子座號。方案論證會後,由於政治形勢的變化,加之反對之聲不斷,曙光一號研製出現了極大困難。
1974年10月23日,國防科委、七機部聯合向中央軍委、中央專委報告,提出曙光號飛船研製工作應暫緩。周恩來曾就中國載人航天問題講了幾條原則:不與蘇美搞太空競賽,要搞好國家建設急需的應用衞星。技術力量貯備不足,加之航天任務調整到以應用衞星為主的規劃上來,載人航天計劃自此停止了探索工作。
曙光一號飛船研製雖然停止了,還是取得了一些技術方面的進展,包括高空生物實驗、航天員選拔、航天醫學以及實驗設備研製。1970年6~7月,首批20名航天員選拔工作結束。而後開展了大量醫學試驗與測試。通過曙光一號飛船的預研,培養了一批從事飛船設計的技術專家,對飛船結構、材料、防熱、試驗、航天員食品以及專用設備設計也積累了不少經驗
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- 工程立項
1986年11月,中國國家出台“863”計劃,航天技術是七大領域的第二個領域,其中包括兩個主題:大型運載火箭及天地往返運輸系統、載人空間站系統及其應用。在載人航天發展技術途徑以及天地往返運輸系統的選擇上,出現了完全不同的觀點。美國航天飛機研製成功,許多國家都在積極探討研製航天飛機甚至空天飛機問題。在此背景下,中國航空航天界也在研究、規劃新時期載人航天發展和採取何種天地往返運輸系統問題。
1986年4月,航天領域專家組在京成立,在中國載人航天如何起步問題上,存在着明顯不同的意見。飛船方案抑或和航天飛機方案的論證和爭論持續了3年。最後,科學家們達成共識,即以載人飛船研製起步,為最後決策提供了重要依據。
1991年1月7日,為了推動載人飛船工程立項,航空航天工業部成立“載人航天聯合論證組”,提出了載人飛船工程總體方案和飛船工程的技術指標和技術要求。同年6月底,中國空間技術研究院載人飛船工程總體論證組完成載人飛船工程技術方案的論證工作,並將論證報告於6月30日上報給航空航天工業部。隨即,中央專委聽取了航天領域專家委員會《關於發展中國載人航天的意見》和國防科工委《關於發展中國載人航天及其應用的意見》的彙報。1991年12月31日,論證結果上報航空航天工業部。
1992年1月8日,李鵬同志主持中央專委會議,聽取載人航天工程可行性論證的彙報。會議認為,從政治、經濟、科技、軍事等諸方面考慮,中國發展載人航天技術是必要的。同年8月1日,中央同意《載人飛船技術經濟可行性論證報告》,認為:“載人航天是航天技術的重要組成部分,也是當今世界高科技的一個重要發展領域。為了增強綜合國力和國防實力,促進科技進步,培養壯大科技隊伍,提高國家威望,增強民族自豪感和凝聚力,中國必須在這一領域佔有一席之地。中國載人航天的發展設想是可行的。”
1992年9月21日,江澤民主持召開中央政治局擴大會議,聽取了論證報告和技術方案、經費估算和組織實施辦法的彙報。經討論,一致同意批准中國載人航天工程開始實施。由於中央專委批准日期是1992年1月,中央政治局擴大會議批准日期又是當年的9月21日,所以中國載人航天工程便被命名為921工程
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神舟飛船發展戰略
第一步,發射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用實驗;
第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術,發射空間實驗室,解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題;
神舟飛船研製進程
1992年11月,中國空間技術研究院建立了載人飛船系統兩師系統,戚發軔任首任總設計師,汪國林任首任行政總指揮。
1993年12月,載人飛船系統的方案論證工作完成,飛船13個分系統也完成了方案論證。
1994年,中國載人飛船被命名為神舟號。
921工程是中國載人航天大系統的總稱。除了神舟號飛船系統外,還包括航天員系統、有效載荷系統、運載火箭系統、發射系統、測控系統和返回着陸系統,共計七大系統。由於載人航天專業涉及面廣、產品要求複雜、參加研製單位多、工程覆蓋地區廣,為了很好協調各系統研製,中國載人航天工程也設立了兩師系統,王永志任首任工程總設計師、丁衡高上將任首任總指揮
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1998年,研製單位完成了火箭-飛船-發射場的合練、零高度狀態下的逃逸救生飛行試驗等重大試驗工作。隨後,飛船系統轉入正樣研製階段。
1992年,長征二號F運載火箭作為神舟飛船的發射工具開始研製。長征二號F是在長征二號E火箭基礎上增加了2個新系統,即逃逸系統和故障檢測處理系統。長征二號F火箭全長58.343米,起飛質量479.8噸,起飛推力604.4噸,芯級直徑3.35米,助推器直徑2.25米。火箭的近地軌道運載能力約為8噸。它是中國第一種高可靠、高安全、高質量的載人飛船發射工具,元器件可靠性提高到99%。長征二號F火箭經過8年旨在提高可靠性、安全性的設計工作之後,其性能穩定性、可靠性水平已超過普通用於商用衞星發射的運載火箭。經過適應性修改的長征二號F可以將近地軌道運載能力提高到11.2噸,通過調整助推器、上面級的組合能適應不同有效載荷的需要。經過適當的改進,它還可以用於開展月球探測或星際探索任務
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神舟飛船系統組成
神舟載人飛船工程分為載人飛船工程大系統和載人飛船系統兩個層次。
載人飛船工程大系統由載人飛船系統、運載火箭系統、航天員系統、應用系統、發射場系統、測控與通信系統和着陸場系統共7個系統組成;
神舟載人飛船系統是前述7個系統之一,由結構與機構、環境控制與生命保障、熱控制、制導導航與控制、推進、測控與通信、數據管理、電源、返回着陸、逃逸救生、儀表與照明、有效載荷、乘員共13個分系統組成。13個分系統是神舟飛船上為完成某一特定功能的儀器、設備或部件的組合。它們涉及物理(機、電、光、熱)、化學、生物、天文、醫學和環境等數十個學科領域
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神舟飛船系統結構由軌道艙、返回艙、推進艙和附加段組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方。返回艙是飛船的指揮控制中心,航天員乘坐其上天和返回地面。推進艙也稱動力艙,為飛船在軌飛行和返回時提供能源和動力。神舟飛船三艙總長8米,圓柱段直徑2.5米,錐段最大直徑2.8米,總質量為7755千克,返回艙採用普通圓傘和着陸緩衝發動機陸地軟着陸,主傘面積1200平方米,着陸速度不大於3.5米/秒
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神舟飛船軌道艙
神舟飛船的軌道艙是一個圓柱體,總長度為2.8米,最大直徑2.27米,一端與返回艙相通,另一端與空間對接機構連接。軌道艙被稱為“多功能廳”,因為幾名航天員除了升空和返回時要進入返回艙以外,其它時間都在軌道艙裏。軌道艙集工作、吃飯、睡覺和清潔等諸多功能於一體。
為了使軌道艙在獨自飛行的階段可以獲得電力,軌道艙的兩側安裝了太陽電池板翼,每塊太陽翼除去三角部分面積為2.0×3.4米,軌道艙自由飛行時,可以由它提供0.5千瓦以上的電力。軌道艙尾部有4組小的推進發動機,每組4個,為飛船提供輔助推力和軌道艙分離後繼續保持軌道運動的能力;軌道艙一側靠近返回艙部分有一個圓形的艙門,為航天員進出軌道艙提供了通道,不過,該艙門的最大直徑僅65釐米,只有身體靈巧、受過專門訓練的人,才能進出自由。艙門的上面有軌道艙的觀察窗
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軌道艙是飛船進入軌道後航天員工作、生活的場所。艙內除備有食物、飲水和大小便收集器等生活裝置外,還有空間應用和科學試驗用的儀器設備。
返回艙返回後,軌道艙相當於一顆對地觀察衞星或太空實驗室,它將繼續留在軌道上工作半年左右。軌道艙留軌利用是中國飛船的一大特色,俄羅斯和美國飛船的軌道艙和返回艙分離後,一般是廢棄不用的。作為航天員的“太空卧室”,軌道艙的環境很舒適,艙內温度一般在17至25攝氏度之間
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神舟飛船返回艙
神舟飛船的返回艙呈鐘形,有艙門與軌道艙相通。返回艙是飛船的指揮控制中心,內設可供3名航天員斜躺的座椅,供航天員起飛、上升和返回階段乘坐。座椅前下方是儀表板、手控操縱手柄和光學瞄準鏡等,顯示飛船上各系統機器設備的狀況。航天員通過這些儀表進行監視,並在必要時控制飛船上系統機器設備的工作。軌道艙和返回艙均是密閉的艙段,內有環境控制和生命保障系統,確保艙內充滿一個大氣壓力的氧氮混合氣體,並將温度和濕度調節到人體合適的範圍,確保航天員在整個飛行任務過程中的生命安全。
另外,艙內還安裝了供着陸用的主、備兩具降落傘。神舟號飛船的返回艙側壁上開設了兩個圓形窗口,一個用於航天員觀測窗外的情景,另一個供航天員操作光學瞄準鏡觀測地面駕駛飛船。返回艙的底座是金屬架層密封結構,上面安裝了返回艙的儀器設備,該底座重量輕便,且十分堅固,在返回艙返回地面進入大氣層時,保護返回艙不被炙熱的大氣燒燬
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返回艙是航天員往返太空的“駕駛室”,內設可供航天員斜躺的座椅,供航天員起飛、上升和返回階段乘坐。返回艙位於飛船中部,外形呈倒椎體鐘形,它的側壁開設了兩個窗口供航天員觀測外部環境,方便航天員駕駛飛船。與其他艙段不同的是返回艙外表面有燒蝕式防熱層包裹,並裝有主降落傘和備份降落傘,能在返回過程有效保護艙體和航天員
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神舟飛船推進艙
神舟飛船推進艙長3.05米,直徑2.50米,底部直徑2.80米,艙呈圓柱形,內部裝載推進系統的發動機和推進劑,為飛船提供調整姿態和軌道以及制動減速所需要的動力,還有電源、環境控制和通信等系統的部分設備。兩側各有一對太陽翼,除去三角部分,太陽翼的面積為2.0×7.5米。與前面軌道艙的電池翼加起來,產生的電力將三倍於俄羅斯聯盟號飛船,平均1.5千瓦以上。這幾塊電池翼除了所提供的電力較大之外,它還可以繞連接點轉動,這樣不管飛船怎樣運動,它始終可以保持最佳方向獲得最大電力,免去了“翹向太陽”所要進行的大量機動,可以在保證太陽電池陣對日定向的同時進行飛船對地的不間斷觀測。
推進艙的尾部是飛船的推進系統。主推進系統由4個大型主發動機組成,它們在推進艙的底部正中。在推進艙側裙內四周又分別佈置了4對糾正姿態用的小推進器,説它們小是和主推進器比,與其他輔助推進器比它們可大很多。另外推進艙側裙外還有輔助用的小型推進器
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神舟飛船附加段
神舟飛船附加段也叫過渡段,是為將來與另一艘飛船或空間站交會對接做準備用的。在載人飛行及交會對接前,他也可以安裝各種儀器用於空間探測。附加段存在於早期的神舟飛船上,主要用來完成與其他空間飛行器交會對接前的技術測試與驗證工作。後期作為交會對接機構的安裝位使用,此外也能夠安裝其他儀器進行空間探測。
神舟飛船分艙段進行設計,主要是為了減少飛船返回部分的體積和重量。返回艙作為返回地面的艙段,裝載着航天員和需帶回地面的設備儀器;軌道艙則繼續留在軌道工作,裝載需留在軌道上完成特定工作的設備;推進艙中裝入任務用過後不需要的部分,一同燒燬在大氣層。通過減少飛船返回的艙段,可大大降低飛船返回的技術難度,此外飛船分艙設計的優勢還在於,若飛船某艙段發生故障,不會影響其他艙段的正常工作,提高了飛船的安全性
[32]
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神舟飛船三種狀態
神舟飛船先後有三種技術狀態,以適應不同階段的任務變化:
一是初期試驗技術狀態,神舟五號、六號載人飛船採用這種技術狀態,特點是軌道艙上也裝有一對太陽電池翼,返回艙返回地面後,軌道艙可留軌利用半年。
二是出艙活動試驗技術狀態,神舟七號載人飛船採用這種技術狀態,特點是軌道艙取消了太陽電池翼,不留軌利用,並且具有氣閘艙的功能,增加了扶手,用於航天員空間出艙活動。
神舟飛船發射動態
編號 | 發射時間 | 返回時間 | 乘組 | 飛行時間 | 圈數 | 發射場 |
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1999-11-20 06:30 | 1999-11-21 03:41 | 無人 | 21小時11分 | 14 | ||
2001-01-10 01:00 | 2001-01-16 19:22 | 無人 | 6天18小時22分 | 108 | ||
2002-03-25 22:15 | 2002-04-01 16:54 | 搭載模擬人 | 6天18小時39分 | 108 | ||
2002-12-30 00:40 | 2003-01-05 19:16 | 搭載模擬人 | 6天18小時36分 | 108 | ||
2003-10-15 09:00 | 2003-10-16 06:28 | 21小時28分 | 14 | |||
2005-10-12 09:00 | 2005-10-17 04:32 | 4天19時32分 | 77 | |||
2008-09-25 21:10 | 2008-09-28 17:37 | 2天20小時30分 | 45 | |||
2011-11-01 05:58 | 2011-11-17 19:32 | 搭載模擬人 | 18天 | 249 | ||
2012-06-16 18:37 | 2012-06-29 10:03 | 12天 | 不詳 | |||
2013-06-11 17:38 | 2013-06-26 08:07 | 15天 | 不詳 | |||
2016-10-17 07:30 | 2016-11-18 13:33 | 景海鵬、陳冬 | 32天 | 不詳 | ||
2021-06-17 09:22 | 2021-09-17 13:34 | 聶海勝、劉伯明、湯洪波 | 不詳 | |||
翟志剛、王亞平、葉光富 | 不詳 | |||||
2022-06-05 10:44 | 2022-12-04 20:09 | 陳冬、劉洋、蔡旭哲 | ||||
2022-11-29 23:08 | ||||||
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2024-04-25 20 | - | - | - |
神舟飛船第一階段發射
神舟飛船神舟一號
- 基本信息
發射火箭:長征二號F捆綁式火箭。
飛船進入軌道飛行時間:火箭起飛約10分鐘,飛船與火箭分離,進入預定軌道。
返回時間:1999年11月21日03時41分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:內蒙古自治區中部地區
飛行時間/圈數:21小時11分/14圈
- 技術創新
首次採用了在技術廠房對飛船、火箭聯合體垂直總裝與測試,整體垂直運輸至發射場,並進行遠距離測試發射控制的新模式。中國在原有航天測控網的基礎上新建的符合國際標準體制的陸海基航天測控網,也在這次發射試驗中首次投入使用。飛船在軌運行期間,地面測控系統和分佈於公海的4艘“遠望號”測量船對其進行了跟蹤與測控,成功進行了一系列科學試驗。
- 任務意義
世界各國評論高度評價中國實施載人航天工程的第一次飛行試驗,稱其標誌着中國航天事業邁出了重要步伐,對突破載人航天技術具有重要意義,是中國航天史上的重要里程碑。
神舟飛船神舟二號
- 基本信息
發射時間:2001年01月10日01時00分
發射火箭:新型長征二號F捆綁式火箭,此次發射是長征系列運載火箭第六十五次飛行,也是繼一九九六年十月以來中國航天發射連續第二十三次獲得成功。
飛船進入軌道所需飛行時間:飛船起飛十三分鐘後,進入預定軌道。
返回時間:2001年01月16日19時22分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:內蒙古自治區中部地區
飛行時間/圈數:6天零18小時22分/108圈
- 試驗項目
中國第一艘正樣無人飛船。飛船由軌道艙、返回艙和推進艙三個艙段組成。與神舟一號試驗飛船相比,神舟二號飛船的系統結構有了新的擴展,技術性能有了新的提高,飛船技術狀態與載人飛船基本一致。據介紹,中國首次在飛船上進行了微重力環境下空間生命科學、空間材料、空間天文和物理等領域的實驗,其中包括:進行半導體光電子材料、氧化物晶體、金屬合金等多種材料的晶體生長、蛋白質和其他生物大分子的空間晶體生長、還有植物、動物、水生生物、微生物及離體細胞和細胞組織的空間環境效應實驗等。
- 任務意義
神舟二號航天飛船發射返回,是中國載人航天工程的第二次飛行試驗,標誌着中國載人航天事業取得了新的進展,向實現載人航天飛行邁出了重要的一步
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神舟飛船神舟三號
- 基本信息
發射火箭:長征二號F捆綁式火箭
飛船進入軌道所需飛行時間:火箭點火升空10分鐘後,飛船成功進入預定軌道。
返回時間:2002年04月01日16時54分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:內蒙古自治區中部地區
飛行時間/圈數:6天零18小時39分/108圈.
- 技術創新
神舟飛船進行空間試驗的有效載荷公用設備十項,44件之多,包括:捲雲探測儀、中分辨率成像光譜儀、地球輻射收支儀、太陽紫外線光譜監視儀器、太陽常數監測器、大氣密度探測器、大氣成分探測器、飛船軌道艙窗口組件、細胞生物反應器、多任務位空間晶體生長爐、空間蛋白質結晶裝置、固體徑跡探測器、微重力測量儀、有效載荷公用設備。據介紹,微重力測量儀、返回艙有效載荷公用設備是第三次參加飛船試驗;空間蛋白質結晶裝置、多任務位空間晶體生長爐和軌道艙有效載荷公用設備是第二次參加飛船試驗;其餘設備均是首次在太空作試驗。
- 任務意義
神舟三號飛船是一艘正樣無人飛船,飛船技術狀態與載人狀態完全一致。與神舟二號飛船飛行試驗相比,主要是增加了逃逸和應急救生功能。飛船具備待發段和上升段應急救生功能,完善了備份傘子系統;運載火箭具備了故障檢測和逃逸功能,控制分系統採用了冗餘技術。
飛船在軌飛行期間,各分系統和有效載荷性能穩定,運行良好,取得了大量寶貴的飛行試驗和科學實驗數據,完成了預定試驗任務。其中,飛船擬人載荷提供的生理信號和代謝指標正常,驗證了與載人航天直接相關的座艙內環境控制和生命保障系統,證明這套系統完全能滿足載人的醫學要求。飛船軌道艙繼續在軌運行,並進行多光譜對地遙感觀測和地球環境監測等空間科學和應用試驗。
神舟飛船神舟四號
- 基本信息
發射火箭:長征二號F捆綁式火箭,此次是長征系列運載火箭的第69次飛行。
飛船進入軌道所需飛行時間:火箭點火升空十幾分鍾後,飛船成功進入預定軌道
返回時間:2003年01月05日19時16分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:內蒙古自治區中部地區
飛行時間/圈數:6天零18小時36分/108圈
- 搭載物品
神舟四號搭載除了大氣成分探測器等19件設備已經參加過此前的飛行試驗外,其他的空間細胞電融合儀等33件科研設備都是首次“上天”。一場籌備了10年之久的兩對“細胞太空婚禮”也將在飛船上舉行,一對動物細胞“新人”是B淋巴細胞和骨髓瘤細胞,另一對是植物細胞“新人”——黃花煙草原生質體和革新一號煙草原生質體。專家介紹説,在微重力條件下,細胞在融合液中的重力沉降現象將消失,更有利於細胞間進行配對與融合這些“親熱舉動”,此項研究將為空間製藥探索新方法。
- 任務意義
神舟四號飛船是中國載人航天工程第三艘正樣無人飛船,除沒有載人外,技術狀態與載人飛船完全一致。在這次飛行中,載人航天應用系統、航天員系統、飛船環境控制與生命保障分系統全面參加了試驗,先後在太空進行了對地觀測、材料科學、生命科學試驗及空間天文和空間環境探測等研究項目;預備航天員在發射前也進入飛船進行了實際體驗。飛船在軌飛行期間,船上各種儀器設備性能穩定,工作正常,取得了大量寶貴的飛行試驗數據和科學資料
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神舟飛船神舟五號
- 基本信息
發射火箭:新型二號F捆綁式火箭
飛船進入軌道所需飛行時間:09時10分,船箭分離,神舟五號載人飛船準確進入預定軌道。
返回時間:2003年10月16日06時28分
尺寸、重量:神舟載人飛船全長8.86米,最大處直徑2.8米,總重量達到7790千克。
發射地點:酒泉衞星發射中心
飛行時間/圈數:21小時28分/14圈。
航天員:楊利偉
- 搭載物品
楊利偉(2張)
- 試驗項目
神舟5號將盡量減少機艙內的實驗項目及儀器,以騰出更多空間來供航天員活動並執行科學觀察任務,可以説這一次的任務主要是考察航天員在太空環境中的適應性。
首次增加了故障自動檢測系統和逃逸系統。其中設定了幾百種故障模式,一旦發生危險立即自動報警。即使在飛船升空一段時間之後,航天員也能通過逃逸火箭而脱離險境。
- 任務意義
神舟五號飛船是神舟飛船的發展改進型號
[29]
。從1999年到2003年,中國先後成功地發射了四艘無人飛船和一艘載人飛船,突破了載人飛船再入升力控制、應急救生、軟着陸、GNC故障診斷、艙段間分離、防熱等13項關鍵技術。作為中國高技術領域的跨世紀工程,神舟飛船總體性能優越,達到了20世紀90年代國際先進水平
[43]
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神舟五號飛船發射成功、返回準確着陸,實際着陸點與理論着陸點相差4.8公里。返回艙完好無損。航天英雄楊利偉自主出艙。中國首次載人航天飛行成功。從此,中國成為世界上第三個獨立掌握載人航天飛行技術的國家
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神舟飛船神舟六號
- 基本信息
發射時間:2005年10月12日09時整
發射火箭:新型長征二號F捆綁式火箭
飛船進入軌道所需飛行時間:584秒
返回時間:2005年10月17日04時32分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:四子王旗草原
飛行時間/圈數:115小時32分鐘/77圈
指令長:費俊龍
- 搭載物品
神舟六號(10張)
- 技術提升
首先中國在新材料領域所取得的進步上,有2000多種是來自航天領域;其次是電信領域,這方面有硬件設備的進步,也有軟件領域的進步,比如編碼技術就確保了話音質量和圖像的清晰度;第三是圖像技術,這些技術可以用於軍事領域,也可以用於民用領域;第四是特種食品,航天員的食品研製非常複雜;第五是特種紡織材料,航天服是一個系統,更是高科技的結晶;第六是電子控制系統的進步,飛船是涉及各種複雜子系統的複雜系統,所有系統均需要有電子控制系統進行控制;第七是生物醫學體系的進步,載人航天與無人航天有本質上的差異,系統複雜性和可靠性大為不同,神舟六號的成功,表明中國的相關生物醫學已經有了巨大的進步。
神舟六號飛船仍為推進艙、返回艙、軌道艙的三艙結構,整船外形和結構與原來相同,重量基本保持在8噸左右。飛船入軌後先是在近地點200千米,遠地點350公里的橢圓軌道上運行5圈,然後變軌到距地面343千米的圓形軌道,繞地球飛行一圈需要90分鐘,飛行軌跡投射到地面上呈不斷向東推移的正弦曲線。軌道特性與神舟五號相同。
由於此次飛行沒有交會對接任務,神舟六號飛船取消了用於這項功能的附加段。
神舟六號飛船與神舟五號相比,新增加了40餘台設備和6個軟件,使飛船的設備達到600餘台,軟件82個,元器件10萬餘件,做出了四個方面110項技術改進。主要有:圍繞兩人多天任務的改進:食品櫃得到真正使用,通過水箱和軟包裝兩種方式準備了航天員用水。軌道艙功能使用方面的改進:放置了食品加熱裝置和餐具等;軌道艙中掛有一個睡袋,供航天員輪流休息用;大小便收集裝置首次使用。提高航天員安全性的改進:對航天員的座椅緩衝器進行重新設計,使返回前航天員能看到舷窗外情況;研製成功返回艙與軌道艙間的艙門密閉快速自動檢測裝置。持續性改進:數據記錄儀存儲量比原來大100倍,且數據寫入和讀出速度也提高了10倍以上,體積卻不到原來的一半
[26]
。
- 任務意義
神舟飛船第二階段發射
神舟飛船神舟七號
- 基本信息
發射火箭:新型長征二號F捆綁式火箭
飛船進入軌道所需飛行時間:584秒
返回時間:2008年09月28日17時40分
發射地點:酒泉衞星發射中心
着陸地點:內蒙古中部
飛行時間/圈數:68小時30分鐘/45圈
指令長:翟志剛
- 飛行任務
神舟七號載人飛船飛行任務的主要目的是實施中國航天員首次空間出艙活動,突破和掌握出艙活動相關技術,同時開展衞星伴飛、衞星數據中繼等空間科學和技術試驗。飛船運行期間,1名航天員着中國的飛天艙外航天服出艙進行艙外活動,回收在艙外裝載的試驗樣品裝置。
- 技術創新
“神七”必須在神舟六號的基礎上解決兩個比較大的問題。出艙得具備這幾個條件。飛船上要有一個氣閘艙,人穿好航天服進去,把門關上,把外面的門打開出去。假如沒有氣閘艙,那麼一打開門氣就放光了,因此要有一個氣閘艙。
神舟七號攻克氣閘艙等核心技術難關,太空行走對航天員的考核要求更加高。由於航天服內的壓力比正常情況下低,有可能會使人體組織內的氮氣釋放,在血管內形成氣栓,導致減壓病。因此航天員在穿好航天服以後,必須在氣閘艙內充分吸氧,協助工作的航天員回到內艙(即返回艙),關閉內艙門,然後氣閘艙開始泄壓到真空,與飛船外的真空狀態保持一致,此時航天員可以出艙活動。而完成艙外任務回到艙內時,還要對航天服進行一定的減壓,再對氣閘艙充氣。
- 任務意義
神舟七號飛船實現了“準確入軌、正常運行,出艙活動、安全健康返回”的要求,實現了突破和掌握出艙活動技術的任務目標,並取得了中繼試驗和衞星伴飛的成功,是中國載人航天事業發展史上的又一里程碑,是中國空間技術發展的又一次跨越
[26]
。從神舟七號開始,神舟飛船前期型號上的附加段,被正式的空間對接機構所取代
[32]
。
神舟飛船神舟八號
- 基本信息
發射時間:2011年11月01日05時58分
返回時間:2011年11月17日19點32分
主要任務:與天宮一號空間自動對接
神舟八號無人飛船,是中國“神舟”系列飛船的第八艘飛船,發射升空後2天,“神八”與此前發射的“天宮一號”目標飛行器進行了空間交會對接。組合體運行12天后,神舟八號飛船脱離天宮一號並再次與之進行交會對接試驗,這標誌着中國已經成功突破了空間交會對接及組合體運行等一系列關鍵技術。2011年11月16日18時30分,神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器成功分離,返回艙於11月17日19時許返回地面。神舟八號是中國神舟系列飛船的第八個,簡稱神八,飛船為三艙結構,由軌道艙、返回艙和推進艙組成。飛船軌道艙前端安裝自動式對接機構,具備自動和手動交會對接與分離功能。神舟八號為改進型飛船,全長9米,最大直徑2.8米,起飛質量8082千克。神舟八號飛船進行了較大的技術改進,全船一共有600多台套的設備,一半以上發生了技術狀態的變化,在這中間,新研製的設備、新增加的設備就佔了15%。神舟八號與天宮一號對接,成為一座小型空間站。
- 技術提升
神舟八號沿用了神舟系列飛船的返回艙、推進艙和軌道艙三艙結構,增加了交會對接測量設備。作為目標追蹤器的神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器成功實現剛性連接,形成組合體,中國首次空間交會對接試驗獲得成功,突破了除天地往返、出艙活動技術之外的第三項載人航天基礎性技術。
跟隨神舟八號飛船一同前往太空的,還有兩名各重75千克的模擬“航天員”,按真實飛行狀態穿着艙內航天服,服裝上安裝有生理信號測試盒,能模擬產生心電、呼吸、體温、血壓等生理信號。在載人飛行中,這四大生理指標密切關係航天員飛行時的身體健康,需要實時監測,供地面醫監醫生分析。
由於神舟八號飛行任務不載人,地面科研人員利用飛船返回艙有限的寶貴資源繼續開展空間科學實驗。空間應用系統在神舟八號飛行任務中主要承擔了三項任務:開展中德合作空間生命科學實驗、發佈空間環境預報和警報,以及為空間科學實驗提供飛行試驗支持和保障。其中,神舟八號攜德國生物醫學實驗裝置SIMBOX,在太空進行了17項生物和醫學方面的實驗。這是中國載人航天工程在空間科學實驗領域首次開展的國際合作項目,為未來開展更為廣泛的國際合作積累了經驗。
- 飛船結構
神舟八號飛船為三艙結構,由軌道艙、返回艙和推進艙組成。飛船軌道艙前端安裝自動式對接機構,具備自動和手動交會對接與分離功能。神舟八號將基本成為中國的標準型空間渡船,未來實現批量生產。該飛船具備了自動和手動交會對接功能,為此新增加和改進了一些設備。新研製了異體同構周邊式構型和多種交會對接測量設備,用於交會對接自主控制的飛行軟件、控制軟件,也是全新設計和研發的。為了滿足交會對接的任務,飛船上增加配置了平移和反推發動機。同時,航天員的手動控制設備也進行了改進。
神舟八號飛船在前期具備57天自主飛行的能力基礎上,已具備停靠180天的能力。神舟八號飛船電源帆板因為採用了新的太陽電池片,發電能力提高了50%。飛船的降落傘系統和着陸緩衝系統也進行了技術上的改進,提高了使用的可靠性。
- 任務意義
神舟八號是神舟飛船的正式定型型號
[29]
。神八的成功發射並與天宮一號實現對接,使中國成為繼美國、俄羅斯之後世界上第三個自主掌握空間交會對接技術的國家,標誌着中國已經初步掌握自動空間交會對接技術,擁有建設簡易空間實驗室,即短期無人照料的空間站的能力
[47]
。
神舟飛船神舟九號
- 基本信息
發射地點:酒泉衞星發射中心
發射時間:2012年06月16日18時37分
指令長:景海鵬
手動對接航天員:劉旺
神舟九號飛船是中國航天計劃中的一艘載人宇宙飛船,是神舟號系列飛船之一。神九是中國第一個宇宙實驗室項目921-2計劃的組成部分,天宮與神九載人交會對接將為中國航天史上掀開極具突破性的一章。中國計劃2020年中國將建成自己的太空家園,中國空間站屆時將成為世界僅有在軌的空間站。2012年6月16日18時37分,神舟九號飛船在酒泉衞星發射中心發射升空。2012年6月18日約11時左右轉入自主控制飛行,14時左右與天宮一號實施自動交會對接,這是中國實施的首次載人空間交會對接。並於2012年6月29日10點00分安全返回。
航天員手控交會對接的主要過程是:3名航天員返回飛船,依次關閉各艙段艙門。飛船自主撤離至距目標飛行器約400米處,然後自主控制接近目標飛行器,在140米處停泊,轉由航天員手動控制。航天員通過操作姿態和平移控制手柄,瞄準目標飛行器十字靶標,控制飛船逐步接近目標飛行器,至對接機構接觸,完成手控交會對接。3名航天員再次進入天宮一號駐留。
飛船返回前,3名航天員返回飛船返回艙。兩飛行器分離,航天員手動控制飛船撤離至140米處,飛船轉為自主控制,繼續撤離至5公里外安全距離。之後,飛船返回着陸場,地面人員及時完成航天員搜救和返回艙回收;目標飛行器變軌至370千米自主飛行軌道,轉入長期在軌運行。
- 任務意義
神舟飛船神舟十號
- 基本信息
高度:約9米
重量:約8噸
直徑:最大直徑2.9米
發射時間:2013年06月11日17時38分
返回時間:2013年06月26日08時07分
飛行速度:約每秒7.9公里,每小時飛行2.8萬公里,每90分鐘繞地球一圈
飛行時間:在軌飛行15天,其中12天與天宮一號組成組合體在太空中飛行
發射初始軌道:近地點約200公里、遠地點約330公里的橢圓軌道交會
對接軌道:距地約343公里的近圓軌道
指令長:聶海勝
手動對接航天員:聶海勝
太空授課主講:王亞平
試驗任務:自動和手動交會對接、組合體飛行、繞飛等。
- 主要任務
第一,發射神舟十號飛船,為天宮一號目標飛行器在軌運營提供人員和物資天地往返運輸服務;
第二,考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力,及航天員執行飛行任務能力;
第三,首次開展中國航天員太空授課活動;
第四,考核工程各系統執行飛行任務的功能、性能和系統間協調性。
- 任務意義
神舟十號載人飛船作為中國載人航天工程天地往返運輸系統首次應用性飛行任務,在為期15天的太空飛行中,飛行乘組3名航天員按預定計劃,完成進駐天宮一號、飛船與天宮一號自動和手控交會對接、進一步考核和鞏固了交會對接技術,驗證了航天員在軌駐留保障技術。中國首次航天器繞飛交會試驗以及航天醫學實驗、技術試驗等一系列太空活動,中國載人航天工程戰略“三步走”第二步第一階段任務結束,也為後續中國載人空間站建設積累寶貴經驗、奠定良好基礎
[33]
。
神舟飛船神舟十一號
- 基本信息
發射地點:中國酒泉衞星發射中心
返回時間:2016年11月18日13時33分
任務實施:有兩名航天員同時升空,
任務時間:進行航天員在太空中期駐留試驗,駐留時間將首次長達30天
指令長:景海鵬
- 主要任務
神舟十一號飛船入軌後,2天內完成與天宮二號的自動交會對接,形成組合體,航天員進駐天宮二號,組合體在軌飛行30天。期間,2名航天員將按照飛行手冊、操作指南和地面指令進行工作和生活,按計劃開展有關科學實驗。完成組合體飛行後,神舟十一號撤離天宮二號,並於1天內返回至着陸場,天宮二號轉入獨立運行模式
[34]
。
- 任務意義
神舟十一號飛船進行航天員在太空中期駐留試驗,為了更好地掌握空間交會對接技術、開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗
[30]
。神舟十一號載人飛船與天宮二號空間實驗室交會對接,完成航天員中期駐留,考核了面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關技術
[47]
。
神舟飛船神舟十二號
- 基本信息
發射時間:2021年6月17日09時22分
指令長:聶海勝
[6]
2021年6月17日9時22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭,在酒泉衞星發射中心點火發射。此後,神舟十二號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,飛行乘組狀態良好,發射取得成功
[7]
[11-12]
。
2021年6月17日15時54分,神舟十二號載人飛船入軌後完成入軌狀態設置,採用自主快速交會對接模式成功對接於天和核心艙前向端口,與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙(船)組合體,整個交會對接過程歷時約6.5小時
[13]
。
2021年9月17日13時34分,神舟十二號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸,執行飛行任務的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波安全出艙,身體狀態良好,空間站階段首次載人飛行任務取得成功。此次是東風着陸場首次執行載人飛船搜索回收任務
[56]
。
- 主要任務
一是要開展核心艙組合體的日常管理。包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統驗證、機械臂測試與操作訓練,以及物資與廢棄物管理等。
二是要開展出艙活動及艙外作業。包括艙外服在軌轉移、組裝、測試,進行兩次出艙活動,開展艙外工具箱的組裝、全景攝像機抬升和擴展泵組的安裝等工作。
三是要開展空間科學實驗和技術試驗。進行空間應用任務實驗設備的組裝和測試,按程序開展空間應用、航天醫學領域等實(試)驗,以及有關科普教育活動。
- 任務意義
神舟十二號飛船執行中國空間站建造階段的首次載人飛行任務。神舟十二號的成功發射,意味着中國第一座自主研發的空間站開始進入一個全新的篇章,開始驗證解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。首次啓用載人飛船應急救援任務模式外,神舟十二號還進一步驗證載人天地往返運輸系統的功能性能,全面驗證航天員長期駐留保障技術,在軌驗證航天員與機械臂共同完成出艙活動及艙外操作的能力,首次檢驗東風着陸場的搜索回收能力
[31]
。
神舟飛船神舟十三號
- 基本信息
2021年10月16日0時23分,搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭點火發射,神舟十三號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空,飛行乘組狀態良好,發射成功
[16]
。
- 主要任務
神舟十三號航天員在軌飛行期間,先後進行了2次出艙活動,開展了手控遙操作交會對接、機械臂輔助艙段轉位等多項科學技術實(試)驗,驗證了航天員長期駐留保障、再生生保、空間物資補給、出艙活動、艙外操作、在軌維修等關鍵技術。利用任務間隙,航天員還進行了2次“天宮課堂”太空授課,以及一系列別具特色的科普教育和文化傳播活動
[55]
。
- 任務意義
神舟十三號載人飛行任務的成功,標誌着空間站關鍵技術驗證階段任務完成,中國空間站即將進入建造階段
[28]
。神舟十三號首次實施並實現快速返回,進一步提升航天員舒適性及任務實施效率;全面驗證載人飛船功能、性能,進一步檢驗面向空間站應用與發展任務階段的標準天地往返運輸系統的可靠性安全性,建立了高密度發射任務下的多艘載人飛船並行研製、發射、停靠、返回及在軌管理體系
[39]
。
神舟飛船第三階段發射
神舟飛船神舟十四號
- 基本信息
2022年6月5日10時44分,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射,約577秒後,神舟十四號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,飛行乘組狀態良好,發射取得成功。
[21]
- 主要任務
2.完成空間站艙內外設備及空間應用任務相關設施設備的安裝和調試
3.開展空間科學實驗與技術試驗
神舟十四號乘組將配合地面完成空間站組裝建設工作,從單艙組合體飛行逐步建成三艙組合體飛行狀態,在這期間要經歷9種組合體構型、5次交會對接、3次分離撤離和2次轉位任務;他們將首次進駐問天實驗艙和夢天實驗艙,建立載人環境;配合地面開展兩艙組合體、三艙組合體、大小機械臂測試,氣閘艙出艙相關功能測試等工作;將首次利用氣閘艙實施出艙活動;完成問天實驗艙和夢天實驗艙14個機櫃解鎖、安裝等工作
[52]
。開展高微櫃懸浮實驗系統櫃內磁懸浮實驗、高微櫃懸浮實驗系統櫃內噴氣懸浮實驗、無容器櫃材料科學實驗、醫學樣本處理和分析項目等
[58]
。
- 任務意義
神舟十四號載人飛船是中國空間站進入建造階段的首發載人飛船
[38]
,也是神舟十三號的應急救援飛船,於2021年進駐酒泉衞星發射中心,首次創造了待命長達7個月的紀錄。進入空間站時代,無論是長二F運載火箭,還是神舟載人飛船均採用“滾動待命”策略,在前一發載人飛船發射時,後一發載人飛船在發射場待命,並具備8.5天應急發射能力以實現太空救援的能力。所以,在神舟十四號發射之前,神舟十五號也已經在酒泉衞星發射中心做好了準備
[29]
。
北京時間2022年12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸,現場醫監醫保人員確認航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲身體狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得成功。
19時20分,北京航天飛行控制中心通過地面測控站發出返回指令,神舟十四號載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。此後,飛船返回制動發動機點火,返回艙與推進艙分離。返回艙成功着陸後,擔負搜救回收任務的搜救分隊及時發現目標並抵達着陸現場。返回艙艙門打開後,醫監醫保人員確認航天員身體健康。
神舟十四號載人飛船於2022年6月5日從酒泉衞星發射中心發射升空,隨後與天和核心艙對接形成組合體。3名航天員在軌駐留6個月期間,先後進行3次出艙活動,完成空間站艙內外設備及空間應用任務相關設施設備的安裝和調試,開展一系列空間科學實驗與技術試驗,在軌迎接2個空間站艙段、1艘載人飛船、1艘貨運飛船的來訪,與地面配合完成了中國空間站“T”字基本構型組裝建造,與神舟十五號航天員首次完成在軌交接班,見證了貨運飛船與空間站交會對接最快世界紀錄等眾多歷史性時刻,並利用任務間隙,進行了1次“天宮課堂”太空授課,以及一系列別具特色的科普教育和文化傳播活動。陳冬成為中國首個在軌駐留時間超過200天的航天員
[67]
。
2022年12月4日20時09分,神舟十四號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸,執行飛行任務的航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲安全出艙,身體狀態良好,神舟十四號載人飛行任務取得成功。飛行乘組在空間站組合體工作生活了183天,見證並推動中國人的太空家園“越建越大”,推動中國空間站完成建造並轉入在軌運營階段
[68]
。
神舟飛船神舟十五號
- 基本信息
北京時間2022年11月29日23時08分,搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射,神舟十五號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,飛行乘組狀態良好,發射取得成功
[62-63]
。
北京時間2022年11月30日7時33分,神舟十五號3名航天員進駐中國空間站,兩個航天員乘組首次實現“太空會師”。隨後,“勝利會師”的兩個航天員乘組,一起在中國人自己的“太空家園”裏留下了一張足以載入史冊的太空合影。
[64]
2023年2月10日0時16分,經過約7小時的出艙活動,神舟十五號航天員費俊龍、鄧清明、張陸密切協同,完成出艙活動全部既定任務。航天員費俊龍、航天員張陸已安全返回問天實驗艙,出艙活動取得成功。
[72]
- 主要任務
- 返回着陸
神舟飛船神舟十六號
2022年12月,神舟十六號飛船已經在發射場完成了總裝測試工作,進入應急救援待命狀態。
2023年5月18日,根據中國載人航天官網公佈的2023年度載人航天任務基本情況,神舟十六號載人飛船將於五月發射。屆時,神十五和神十六兩個乘組六名航天員將會師空間站,也將是中國空間站的第二次兩個乘組在軌交接
[73]
。5月22日,神舟十六號船箭組合體轉運至發射區
[73-74]
。
2023年5月30日9時31分,搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衞星發射中心發射升空。神舟十六號飛行乘組由航天員景海鵬、朱楊柱和桂海潮組成,景海鵬擔任指令長。
[75]
[77]
據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2023年10月31日8時11分,神舟十六號載人飛船返回艙在東風着陸場成功着陸,現場醫監醫保人員確認航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮身體健康狀況良好,神舟十六號載人飛行任務取得圓滿成功。
[88-91]
神舟飛船神舟十七號
2022年12月,神舟十七號的總裝測試工作正在進行中。
2023年10月,神舟十七號載人飛船在酒泉衞星發射中心發射,飛行乘組由3名航天員組成,神舟十七號飛船將對接於空間站核心艙前向端口,形成三艙三船組合體。
[78]
[83]
北京時間2023年10月26日8時24分,神舟十七號載人飛行任務航天員乘組出征儀式在酒泉衞星發射中心問天閣圓夢園廣場舉行。8時26分,中國載人航天工程總指揮、空間站應用與發展階段飛行任務總指揮部總指揮長許學強下達“出發”命令,湯洪波、唐勝傑、江新林3名航天員領命出征。
[84]
北京時間2023年10月26日11時14分,搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射,約10分鐘後,神舟十七號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,航天員乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。
[85-87]
神舟飛船神舟十八號
2023年11月,長征二號F遙十九運載火箭全面進入總裝狀態。該發“神箭”將在2024年執行神舟載人飛船發射任務。
[92]
11月19日,中國載人航天工程辦公室發佈2024年度神舟十八號載人飛行任務標識。
[93]
神舟飛船神舟十九號
神舟飛船技術創新
神舟飛船新型熱控
在空間站建造階段,神舟飛船會被其他艙體持續遮擋,長時間無法被太陽照射,最低温度甚至低於零下100攝氏度。有時局部區域又會持續受到太陽輻照,最高温度超過100攝氏度。針對外部極端的高低温環境帶來的嚴峻考驗,科研團隊利用宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導方式的特點,為空間站建造階段的神舟飛船“家族”設計並研製了一款神奇的控温“外衣”──低吸收,低發射型熱控塗層。
低吸收,顧名思義就是塗層材料自身具有較低的太陽光吸收特性,可有效減弱太陽輻照導致的温度升高。低發射,則指塗層具有較低的紅外發射率,可有效阻隔飛船內部向外部深冷環境的輻射漏熱,避免艙內温度不斷降低。
這件黑科技“外衣”性能此前已在神舟十三號飛船上進行了驗證。在超過200攝氏度的大温差與長期低温、強輻射的空間環境中,飛船的艙內環境温度能夠始終控制在18至26攝氏度,經受住了長達半年的在軌考驗。神舟十四號載人飛船再次身着新型熱控塗層“外衣”,開啓空間站任務新徵程,繼續守護航天員安全
[29]
。
神舟飛船返回技術
載人飛船返回技術是建設空間站的關鍵技術,關乎着任務的成敗和航天員的生命安全。回顧從神舟一號到神舟十三號歷次任務,中國載人飛船始終保持着國際領先的返回精度。如果以代際劃分,神舟一號到神舟十一號採用的標準彈道自適應制導方法,可謂第一代返回技術。自神舟十二號開始,採用自適應預測制導方法,精度更高、適應性更強、更智能,可謂第二代返回技術。
為了進一步提高返回任務執行效率,縮短地面飛控實施時間,提高航天員返回舒適度,神舟十三號首次採用了快速返回地球模式。系統採用了和神舟十二號相同的智能自適應預測制導方法,但科研人員通過對飛行任務事件進行合理裁剪和調整、壓縮操作時間,將返回所需時間由以往的11個飛行圈次壓縮至5個飛行圈次。
神舟飛船工程規劃
中國載人航天工程的飛行任務規劃表明,中國空間站工程分為關鍵技術驗證,建造和運營三個階段實施,其中關鍵技術驗證階段安排了長征五號B運載火箭首飛、天和一號試驗核心艙、神舟飛船、天舟飛船等6次飛行任務;建造階段安排了問天艙、夢天艙、神舟飛船、天舟飛船等6次飛行任務。
中國空間站命名為“天宮”,具有鮮明的中國特色和時代特徵,總體方案優化,通過交會對接和轉位組裝構成空間站本體。其基本構型包括天和核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙Ⅱ,每個艙段規模20噸級。空間站在軌運行期間,由神舟載人飛船提供乘員運輸,由天舟貨運飛船提供補給支持。空間站設計壽命10年,可根據需要,通過維護維修進一步延長壽命。額定乘員3人,乘組輪換期間短期可達6人。
天和艙用於空間站的統一管理和控制以及航天員生活,有3個對接口和2個停泊口。停泊口用於問天艙、夢天艙與天和艙組裝形成空間站組合體;對接口用於神舟飛船、天舟飛船及其他飛行器訪問空間站
[2]
[35]
。
《2021中國的航天》指出,未來五年,中國將繼續實施載人航天工程,發射“問天”實驗艙、“夢天”實驗艙、“巡天”空間望遠鏡以及“神舟”載人飛船和“天舟”貨運飛船,全面建成並運營中國空間站,打造國家太空實驗室,開展航天員長期駐留、大規模空間科學實驗、空間站平台維護等工作。深化載人登月方案論證,組織開展關鍵技術攻關,研製新一代載人飛船,夯實載人探索開發地月空間基礎
[23]
。
載人登月飛船
為進一步提升載人航天工程的綜合能力和技術水平,中國將研製新一代載人運載火箭和新一代載人飛船。其中,新一代載人運載火箭和新一代載人飛船返回艙都可以實現可重複使用。新一代載人飛船綜合能力將大幅提升,可以搭載7名航天員
[53]
。
近年來,中國載人航天工程辦公室與聯合國外空司合作,面向所有聯合國成員國徵集有意搭載進入空間站的合作實驗項目。與聯合國外空司、歐洲空間局共同遴選的多個空間科學應用項目正在按計劃實施,相關載荷將於2023年開始陸續上行中國空間站開展實驗
[80]
。
2023年7月消息,中國官宣了載人登月要在2030年前實現。有新一代載人飛船,採用模塊化設計,適應近地、深空等任務需求,主要用於將航天員送往環月軌道並返回地球這樣一個過程,由逃逸塔、返回艙和服務艙組成。
[82]
神舟飛船總體評價
神舟飛船“三艙一段”的結構與總體方式具有鮮明的中國特色。神舟飛船起點高,一步到位,智能化程度較高。雖然中國載人航天工程起步較晚,但並不是從“加加林”時代的飛船起步:先搞無人飛船,再搞單人飛船,最後才是多人飛船,而是一步邁過美蘇的四十年發展歷程,實現了跨越式的發展。世界其他國家的載人飛船是從搭載小動物開始試驗航天員環境控制與生命保障系統的,中國則採用了先進的現代裝置——模擬假人,模擬“航天員”所消耗的氧氣與二氧化碳,通過先進的地面醫監台測試“航天員”的生理信號變化。
中國神舟飛船的起飛質量和座艙最大直徑,遠大於美國“水星”號和蘇聯“東方”號。神舟飛船的構形比“水星”號和“東方”號的兩艙構形具有更多的功能,在艙段間的電、氣、液路連接與分離技術等技術方面也更復雜。在電源方面神舟飛船採用了太陽電池陣為主的電源方案,比“水星”號、“東方”號的電源系統技術上有了很大的進步。尤其是神舟飛船採用了升力式返回再入,由GNC分系統進行再入過程中的升力控制,是比彈道式再入更為先進的返回方式,可以大大提高飛船返回着陸點的精度和降低再入過載峯值,減輕航天員返回地面時承受過載的痛苦。神舟飛船與20世紀90年代國外的先進載人飛船相比,從再入方式、着陸精度和再入過載峯值等指標上大致與俄羅斯聯盟TMA飛船相當,併為航天員的工作和生活創造了更為舒適的環境。神舟是中國天地往返運輸的優良工具,堪稱擺渡天河的真正神舟
[43]
。(中國載人航天工程網 評)
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