? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 航天時代?中國空間站?神州一號至四號

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2021-07-17? 青野云麓

空間站作為長期在軌運(yùn)行的“太空母港”，是人類歷史上規(guī)模最大的航天器，可滿足航天員長期在軌生活工作，其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究，推動科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

因此，空間站已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)、科技和綜合國力的重要標(biāo)志，受到各航天大國的高度重視。我國自上世紀(jì)90年代初正式啟動載人航天工程，采取“三步走”實(shí)施戰(zhàn)略。目前，中國空間站由我國自主建造，在軌設(shè)計壽命不小于10年，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部國產(chǎn)化，部組件全部國產(chǎn)化，原材料全部國產(chǎn)化。

有了中國空間站，就意味著中國人在太空有了一個“家”?？臻g站系列文章將為您介紹這個大“家”的由來。

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神舟飛船是中國自行研制，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，達(dá)到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術(shù)的飛船。 神舟號飛船是采用三艙一段，即由返回艙、軌道艙、推進(jìn)艙和附加段構(gòu)成，由13個分系統(tǒng)組成。神舟號飛船與國外第三代飛船相比，具有起點(diǎn)高、具備留軌利用能力等特點(diǎn)。

飛船結(jié)構(gòu)

軌道艙

飛船結(jié)構(gòu)分為：軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙、附加段四部分，“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(jī)構(gòu)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(jìn)入返回艙以外，其它時間都在軌道艙里。軌道艙集工作、吃飯、睡覺和清潔等諸多功能于一體。

為了使軌道艙在獨(dú)自飛行的階段可以獲得電力，軌道艙的兩側(cè)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(jìn)發(fā)動機(jī)，每組4個，為飛船提供輔助推力和軌道艙分離后繼續(xù)保持軌道運(yùn)動的能力；軌道艙一側(cè)靠近返回艙部分有一個圓形的艙門，為航天員進(jìn)出軌道艙提供了通道，不過，該艙門的最大直徑僅65厘米，只有身體靈巧、受過專門訓(xùn)練的人，才能進(jìn)出自由。艙門的上面有軌道艙的觀察窗。

軌道艙是飛船進(jìn)入軌道后航天員工作、生活的場所。艙內(nèi)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(yīng)用和科學(xué)試驗用的儀器設(shè)備。

返回艙返回后，軌道艙相當(dāng)于一顆對地觀察衛(wèi)星或太空實(shí)驗室，它將繼續(xù)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后，一般是廢棄不用的。

作為航天員的“太空臥室”，軌道艙的環(huán)境很舒適，艙內(nèi)溫度一般在17至25攝氏度之間。

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返回艙

返回艙又稱座艙，長2.00米，直徑2.40米(不包括防熱層)。它是航天員的“駕駛室”。是航天員往返太空時乘坐的艙段，為密閉結(jié)構(gòu)，前端有艙門。

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(nèi)設(shè)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(xué)瞄準(zhǔn)鏡等，顯示飛船上各系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的狀況。航天員通過這些儀表進(jìn)行監(jiān)視，并在必要時控制飛船上系統(tǒng)機(jī)器設(shè)備的工作。軌道艙和返回艙均是密閉的艙段，內(nèi)有環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)，確保艙內(nèi)充滿一個大氣壓力的氧氮混合氣體，并將溫度和濕度調(diào)節(jié)到人體合適的范圍，確保航天員在整個飛行任務(wù)過程中的生命安全。

另外，艙內(nèi)還安裝了供著陸用的主、備兩具降落傘。神舟號飛船的返回艙側(cè)壁上開設(shè)了兩個圓形窗口，一個用于航天員觀測窗外的情景，另一個供航天員操作光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡觀測地面駕駛飛船。返回艙的底座是金屬架層密封結(jié)構(gòu)，上面安裝了返回艙的儀器設(shè)備，該底座重量輕便，且十分堅固，在返回艙返回地面進(jìn)入大氣層時，保護(hù)返回艙不被炙熱的大氣燒毀。

推進(jìn)艙

推進(jìn)艙又叫儀器艙或設(shè)備艙。推進(jìn)艙長3.05米，直徑2.50米，底部直徑2.80米。安裝推進(jìn)系統(tǒng)、電源、軌道制動，并為航天員提供氧氣和水。

它呈圓柱形，內(nèi)部裝載推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)和推進(jìn)劑，為飛船提供調(diào)整姿態(tài)和軌道以及制動減速所需要的動力，還有電源、環(huán)境控制和通信等系統(tǒng)的部分設(shè)備。兩側(cè)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(chǎn)生的電力將三倍于聯(lián)盟號，平均1.5千瓦以上，差不多相當(dāng)于富康A(chǔ)X新浪潮汽車的電源所提供功率。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(diǎn)轉(zhuǎn)動，這樣不管飛船怎樣運(yùn)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(jìn)行的大量機(jī)動，這樣可以在保證太陽電池陣對日定向的同時進(jìn)行飛船對地的不間斷觀測。

設(shè)備艙的尾部是飛船的推進(jìn)系統(tǒng)。主推進(jìn)系統(tǒng)由4個大型主發(fā)動機(jī)組成，它們在推進(jìn)艙的底部正中。在推進(jìn)艙側(cè)裙內(nèi)四周又分別布置了4對糾正姿態(tài)用的小推進(jìn)器，說它們小是和主推進(jìn)器比，與其他輔助推進(jìn)器比它們可大很多。另外推進(jìn)艙側(cè)裙外還有輔助用的小型推進(jìn)器。

附加段

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(zhǔn)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于空間探測。

對于附加段現(xiàn)階段的設(shè)備沒有官方介紹，但是一些業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行了大膽的推測，如：其中一個半環(huán)型裝置，據(jù)推測是用來安裝方形的儀器裝置。而三個相互垂直并可伸出的0.4米的探針被推測為可能是導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分或?qū)酉到y(tǒng)的一部分。因為美國的阿波羅飛船上曾有類似的裝置用來進(jìn)行對接。神舟飛船軌道艙前端可能裝有俄羅斯式的對接系統(tǒng)。但這些裝置可能只是一種試驗型，在將來執(zhí)行與太空站對接的任務(wù)時肯定會被新型對接系統(tǒng)所替換。

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神州一號和神州二號為無人飛船，神州三號和四號飛船則搭載的模擬人，四架飛船都在酒泉發(fā)射升空。

神舟一號基本數(shù)據(jù)

發(fā)射時間：1999年11月20日06時30分

發(fā)射火箭：新型長征二號F捆綁式火箭，這次發(fā)射，是長征系列運(yùn)載火箭的第59次飛行。

飛船進(jìn)入軌道飛行時間：火箭起飛約10分鐘，飛船與火箭分離，進(jìn)入預(yù)定軌道。

返回時間：1999年11月21日03時41分

發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)

飛行時間/圈數(shù)：21小時11分/14圈

搭載物品

一是旗類，中華人民共和國國旗、澳門特別行政區(qū)區(qū)旗、奧運(yùn)會會旗等；二是各種郵票及紀(jì)念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麥等農(nóng)作物種子，此外還有甘草、板藍(lán)根等中藥材。

技術(shù)應(yīng)用

首次采用了在技術(shù)廠房對飛船、火箭聯(lián)合體垂直總裝與測試，整體垂直運(yùn)輸至發(fā)射場，并進(jìn)行遠(yuǎn)距離測試發(fā)射控制的新模式。中國在原有航天測控網(wǎng)的基礎(chǔ)上新建的符合國際標(biāo)準(zhǔn)體制的陸海基航天測控網(wǎng)，也在這次發(fā)射試驗中首次投入使用。飛船在軌運(yùn)行期間，地面測控系統(tǒng)和分布于公海的4艘“遠(yuǎn)望號”測量船對其進(jìn)行了跟蹤與測控，成功進(jìn)行了一系列科學(xué)試驗。

評論反應(yīng)

此間評論高度評價中國實(shí)施載人航天工程的第一次飛行試驗，稱其標(biāo)志著中國航天事業(yè)邁出了重要步伐，對突破載人航天技術(shù)具有重要意義 ，是中國航天史上的重要里程碑。

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神舟二號基本數(shù)據(jù)

發(fā)射時間：2001年01月10日01時00分

發(fā)射火箭：新型長征二號F捆綁式火箭，此次發(fā)射是長征系列運(yùn)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(fā)射連續(xù)第二十三次獲得成功。

飛船進(jìn)入軌道所需飛行時間：飛船起飛十三分鐘后，進(jìn)入預(yù)定軌道。

返回時間：2001年01月16日19時22分

發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)

飛行時間/圈數(shù)：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(jìn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)有了新的擴(kuò)展，技術(shù)性能有了新的提高，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人飛船基本一致。據(jù)介紹，中國首次在飛船上進(jìn)行了微重力環(huán)境下空間生命科學(xué)、空間材料、空間天文和物理等領(lǐng)域的實(shí)驗，其中包括：進(jìn)行半導(dǎo)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(zhì)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(xì)胞和細(xì)胞組織的空間環(huán)境效應(yīng)實(shí)驗等。

評論反應(yīng)

此次航天飛船發(fā)射，是中國載人航天工程的第二次飛行試驗，標(biāo)志著中國載人航天事業(yè)取得了新的進(jìn)展，向?qū)崿F(xiàn)載人航天飛行邁出了可喜的一步。

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神舟三號基本數(shù)據(jù)

發(fā)射時間：2002年03月25日22時15分

發(fā)射火箭：新型長征二號F捆綁式火箭，這次發(fā)射是長征系列運(yùn)載火箭第66次飛行。

飛船進(jìn)入軌道所需飛行時間：火箭點(diǎn)火升空10分鐘后，飛船成功進(jìn)入預(yù)定軌道。

返回時間：2002年04月01日16時54分

發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)

飛行時間/圈數(shù)：6天零18小時39分/108圈.

搭載物品

神舟飛船處于休眠狀態(tài)的烏雞蛋；進(jìn)行空間試驗的有效載荷公用設(shè)備十項，四十四件之多，包括：卷云探測儀、中分辨率成像光譜儀、地球輻射收支儀、太陽紫外線光譜監(jiān)視儀器、太陽常數(shù)監(jiān)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(xì)胞生物反應(yīng)器、多任務(wù)位空間晶體生長爐、空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置、固體徑跡探測器、微重力測量儀、有效載荷公用設(shè)備。據(jù)介紹，微重力測量儀、返回艙有效載荷公用設(shè)備是第三次參加飛船試驗；空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置、多任務(wù)位空間晶體生長爐和軌道艙有效載荷公用設(shè)備是第二次參加飛船試驗；其余設(shè)備均是首次在太空作試驗。

試驗項目

神舟三號是一艘正樣無人飛船，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人狀態(tài)完全一致。這次發(fā)射試驗，運(yùn)載火箭、飛船和測控發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)一步完善，提高了載人航天的安全性和可靠性。飛船上裝有人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設(shè)備以及形體假人，能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動參數(shù)。這次發(fā)射，逃逸救生系統(tǒng)也進(jìn)行了工作。這個系統(tǒng)是在應(yīng)急情況下確保航天員安全的主要措施。飛船擬人載荷提供的生理信號和代謝指標(biāo)正常，驗證了與載人航天直接相關(guān)的座艙內(nèi)環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)。

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神舟四號基本數(shù)據(jù)

發(fā)射時間：2002年12月30日00時40分

發(fā)射火箭：新型長征二號F捆綁式火箭，此次是長征系列運(yùn)載火箭的第69次飛行。

飛船進(jìn)入軌道所需飛行時間：火箭點(diǎn)火升空十幾分鐘后，飛船成功進(jìn)入預(yù)定軌道

返回時間：2003年01月05日19時16分

發(fā)射地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

著陸地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)

飛行時間/圈數(shù)：6天零18小時36分/108圈

搭載物品

除了大氣成分探測器等19件設(shè)備已經(jīng)參加過此前的飛行試驗外，其他的空間細(xì)胞電融合儀等33件科研設(shè)備都將是首次“上天”。一場籌備了10年之久的兩對“細(xì)胞太空婚禮”也將在飛船上舉行，一對動物細(xì)胞“新人”是B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞，另一對是植物細(xì)胞“新人” ——黃花煙草原生質(zhì)體和革新一號煙草原生質(zhì)體。專家介紹說，在微重力條件下，細(xì)胞在融合液中的重力沉降現(xiàn)象將消失，更有利于細(xì)胞間進(jìn)行配對與融合這些“親熱舉動”，此項研究將為空間制藥探索新方法。

實(shí)驗項目

中國第一艘可載人的處于無人狀態(tài)的飛船。

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神州一號、神州二號、神州三號與神州四號是中國載人航天的堅實(shí)基礎(chǔ)，提高了后期飛船載人的安全性與可靠性，充分體現(xiàn)與彰顯了中國航天的工匠精神以及“以人為本”的民生意識。