神舟五號飛船

神舟五號飛船

"神舟"五號飛船是在無人飛船的基礎上研製的我國第1艘載人飛船,乘有1名航天員,在軌道運行了1天。整個飛行期間為航天員提供必要的生活和工作條件,同時將航天員的生理資料、電視圖像傳送地面,並確保航天員安全返回。 此次飛行標志著中國成為第三個有能力獨自將人送上太空的國家,打破了由美國和前蘇聯(俄羅斯)在載人航天領域的獨霸局面,提高了我國的國際地位。

  • 中文名
    神舟五號載人航天飛船
  • 所屬國家
    中華人民共和國
  • 發射時間
    2003年10月15日09時00分
  • 發射地點
    甘肅酒泉衛星發射中心
  • 航天員
    楊利偉
  • 返回時間
    2003年10月16日6時28分

基本介紹

發射時間

2003年10月15日09時整

發射火箭: 新型長征二號F捆綁式火箭,此次是長征系列運載火箭第71次飛行,也是繼1996年2003年10月以來,中國航天發射連續第29次獲得成功。

神舟五號飛船

飛行員:楊利偉

飛船進入軌道所需飛行時間:9分10秒,船箭分離,“神舟”五號載人飛船準確進入預定軌道

神舟五號飛船神舟五號飛船

返回時間:2003年10月16日06時28分

發射地點:酒泉衛星發射中心

著陸地點:內蒙古四子王旗主著陸場

飛行時間/圈數:21小時/14圈

搭載物品: 除了中國飛天第一人楊利偉外,“神舟”五號載人飛船返回艙內還搭載有一面具有特殊意義的中國國旗、一面北京2008年奧運會會徽旗、一面聯合國國旗、人民幣主幣票樣、中國首次載人航天飛行紀念郵票、中國載人航天工程紀念封和來自祖國寶島台灣的農作物種子等。

實驗項目: 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,可以說這一次的任務主要是考察航天員在太空環境中的適應性。

新技術套用: 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,也能通過逃逸火箭而脫離險境。

意義:這次的成功發射標志著中國成為繼前蘇聯(俄羅斯)和美國之後,第三個獨立掌握載人航天技術的國家。

詳細介紹

“神舟”五號飛船是在無人飛船的基礎上研製的中國第1艘載人飛船,乘有1名航天員---楊利偉。飛船在軌道運行了1天。整個飛行期間為航天員提供必要的生活和工作條件,同時將航天員的生理資料、電視圖像傳送地面,並確保航天員安全返回。

在2003年10月15日09時00分00秒,負載著“神舟”五號的長征2F火箭發射。

9時10分,船箭分離,“神舟”五號載人飛船發射成功,飛船以平均每90分鍾繞地球1圈的速度飛行。

飛船由軌道艙、返回艙推進艙和附加段組成,總長8860 mm,總重7840 kg。飛船的手動控製功能和環境控製與生命保障分系統為航天員的安全提供了保障。

飛船由長征-2f運載火箭發射到近地點200千米、遠地點350千米、傾角42.4°初始軌道。實施變軌後,進入343km的圓軌道。飛船環繞地球14圈後在預定地區著陸。

“神舟”五號飛船載人航天飛行實現了中華民族千年飛天的願望,是中華民族智慧和精神的高度凝聚,是中國航天事業在新世紀的一座新的裏程碑。

神五時表

2003年10月15日5時20分,航天員出征儀式在航天員公寓問天閣舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤等領導同志在此地親切會見了首飛梯隊的3名航天員。執行首飛任務的航天員楊利偉表示,要聚精會神地做好每一個動作,決不辜負祖國和人民的期望。

2003年10月15日5時30分,身著銀灰色太空服的我國首位航天員楊利偉向中國載人航天工程總指揮李繼耐報告,請示出征。此前,中國首次載人航天飛行航天員梯隊公開亮相。楊利偉。在接受新華社記者採訪時,楊利偉表示有信心完成首次載人航天飛行任務。

2003年10月15日6時15分,進入飛船返回艙的楊利偉坐到了用合成材料特製的座椅上。此時按計畫離火箭升空還有2小時45分鍾。起飛前,楊利偉在艙內進行各項準備,完成100多個動作。地面指揮控製中心螢幕顯示,楊利偉生理參數正常。

2003年10月15日8時50分01秒,胡錦濤黃菊吳官正等領導同志來到試驗指揮樓平台,現場觀看飛船發射。與此同時,吳邦國溫家寶賈慶林曾慶紅李長春羅幹等領導同志在北京航天指揮控製中心觀看飛船發射實況。

2003年10月15日8時59分50秒,飛船起飛進入10秒倒計時。

2003年10月15日9時整,火箭在震天撼地的轟鳴中騰空而起,急速飛向太空。

2003年10月15日9時10分左右,飛船進入預定軌道。從這一刻起,楊利偉成了浩瀚太空迎來的第一位中國訪客。

2003年10月15日9時31分許,停泊在南太平洋的“遠望三號測量船”捕獲飛船信息。“神舟”五號飛船的艙內圖像清晰地顯示在北京航天指控中心的大螢幕上,楊利偉在與醫學監督醫生通話時顯得相當沉穩,他說:“我感覺良好!”

2003年10月15日9時42分,載人航天工程總指揮李繼耐宣布:“飛船已進入預定軌道,發射取得成功。”指揮控製大廳內頓時一片歡騰。在熱烈的掌聲中,胡錦濤發表了重要講話。他指出,實施載人航天工程,是以江澤民同志為核心的黨的第三代中央領導集體作出的重大戰略決策。十多年來,在黨中央、中央軍委的領導下,經過廣大科技人員和解放軍指戰員的不懈奮鬥,我國載人航天事業取得了舉世矚目的成就,譜寫了中華民族自強不息的壯麗詩篇。

2003年10月15日10時許,在“神舟”五號飛船進行環繞地球第一圈飛行時,地面指揮人員報告艙內環境正常後,楊利偉得到指令,開啟面罩,拿著書和筆,當他松開手時,筆在太空失重環境下立即飄浮起來。

2003年10月15日10時31分,“神舟”五號飛船進入喀什測控站檢測區域,在接到地面指令後,楊利偉摘下手套,並解開系在膝蓋下方的束縛帶。在北京航天指揮控製中心的大螢幕上可以看到,楊利偉的動作非常輕松熟練。

2003年10月15日10時40分左右,飛船開始繞地球飛行第二圈,通過飛船傳回的圖像可看到,楊利偉由臥姿改為坐姿,並通過圓形舷窗向面板測。

2003年10月15日11時過後,楊利偉開始在太空中進餐。他一邊看書,一邊用捏擠包裝袋的方式享用這頓不同尋常的午餐。據悉,楊利偉的食譜頗具中國特色,包括八寶飯魚香肉絲宮保雞丁和用中葯及滋補品製成的飲料等。

2003年10月15日12時左右,楊利偉開始他在外太空的第一次休息。畫面顯示,仰面躺臥的楊利偉表情沉靜,在環繞地球飛行的飛船中,他的這次酣眠持續了約3個小時。

2003年10月15日15時52分,北京航天指揮控製中心向楊利偉了解了飛船工作狀況和他的身體狀況。航天員向地面報告:航天服氣密性良好,飛船工作正常。

2003年10月15日15時54分,飛船變軌程式啓動,指揮控製大廳右側大螢幕三維動畫即時顯示,飛船尾部噴出桔黃色的火焰,加速飛行。很快,飛船又進入平穩的飛行狀態。整個過程中,航天員楊利偉始終神情鎮定。南太平洋上的“遠望”二號測量船向北京傳來資料,表明變軌圓滿成功。

2003年10月15日17時26分,中共中央政治局委員、中央軍委副主席、國務委員兼國防部長曹剛川在北京航天指控中心與正在太空飛行的航天員楊利偉進行即時通話。曹剛川說:“祖國和人民期待著你凱旋。”楊利偉渾厚的男中音清晰地回響在指揮大廳中:“請首長放心,我一定努力工作,把後續工作完成好,向祖國和人民交一份滿意的答卷。”

2003年10月15日18時40分許,“神舟”五號飛船運行到第七圈,楊利偉在太空中展示中國國旗聯合國旗。他在距地面343公裏的太空中說:向世界各國人民問好,向在太空中工作的同行們問好,感謝全國人民的關懷。

2003年10月15日19時58分,“神舟”五號飛船運行到第八圈時,稍早之前來到北京航天指揮控製中心指揮大廳的楊利偉妻子張玉梅、兒子楊寧康與太空中的楊利偉通話。楊利偉對妻子說:“在太空感覺很好,太空的景色非常美。”他對兒子說:“好兒子,我看到咱們美麗的家了!”

2003年10月15日21時31分,“神舟”五號飛船進入第九圈。

2003年10月15日23時08分,“神舟”五號飛船進入第十圈飛行,航天員楊利偉開始休息。

2003年10月16日4時19分,“神舟”五號飛船進入第十四圈飛行。

2003年10月16日5時35分,北京航天指揮控製中心成功向正在太空運行的“神舟”五號載人飛船傳送返回指令。按照程式,飛船將在建立返回姿態後,經過返回製動、軌道艙與返回艙分離、推進艙返回艙分離等一系列太空控製動作,開始返回內蒙古主著陸場。

2003年10月16日5時36分,“神舟”五號飛船軌道艙與返回艙成功分離。返回艙與推進艙軌道高度不斷降低,向預定落點返回。飛船軌道艙將留軌工作半年,開展相關的科學實驗

2003年10月16日5時38分,“神舟”五號載人飛船製動火箭點火,飛船返回艙飛行速度減緩,軌道高度進一步降低。返回艙向預定著陸場降落。

2003年10月16日5時56分,在北京航天指揮控製中心的組織指揮下,“神舟”五號載人飛船返回艙與推進艙成功分離,成功進入返回軌道。飛船返回艙失去動力後,按照升力控製技術向預定著陸場降落。

稍後,布設在新疆和田的活動測量站報告,“神舟”五號飛船進入中國國境上空。

2003年10月16日6時04分,“神舟”五號飛船再入大氣層,飛船處于“黑障”階段。

2003年10月16日6時07分,搜救直升機收到“神舟”五號飛船返回艙發出的無線電信號,機上的搜尋人員目視到“神舟”五號返回艙。由5架直升機組成的空中搜救分隊和14台專用車輛組成的地面搜救分隊立即從不同的方向迅速向落點前進。

2003年10月16日6時許,楊利偉報告身體狀況良好。返回艙引導傘已開啟。

稍後,楊利偉再次報告身體狀況良好。主傘工作正常。

稍後,主著陸區直升機駕駛員目視到飛船降落傘,地面搜尋人員看到了降落傘,返回艙主傘已脫落。五架直升機跟蹤正常。

2003年10月16日6時28分,地面搜尋人員報告距“神舟”五號返回艙落點7.5公裏。

稍後,溫家寶總理與楊利偉通話,祝賀他順利返航。

2003年10月16日6時36分,地面搜尋人員找到了“神舟”五號返回艙。

2003年10月16日6時38分,搜尋人員報告,楊利偉身體狀況良好。

稍後,楊利偉向人群揮手,正在出艙。

2003年10月16日6時51分,楊利偉在“神舟”五號艙口向大家招手,神態自若。

2003年10月16日6時54分,李繼耐在北京航天指揮控製中心宣布:“神舟”五號載人飛船16日6時23分在內蒙古主著陸場成功著陸,實際著陸點與理論著陸點相差4.8公裏。返回艙完好無損。我們的航天英雄楊利偉自主出艙。我國首次載人航天飛行圓滿成功。

稍後,溫家寶總理代表黨中央、國務院祝賀載人飛行圓滿成功。

稍後,在飛船著陸點,楊利偉坐在專用的椅子上向大家揮手,並與工作人員說話。

2003年10月16日7時23分,楊利偉在距返回艙約10米的一輛醫療檢查車上進行體檢。

2003年10月16日7時29分,中央軍委主席江澤民給中國載人航天工程總指揮李繼耐打電話,祝賀我國首次載人航天飛行獲得圓滿成功。江澤民說,我國首次載人航天飛行的成功,是我國改革開放和社會主義現代化建設的又一偉大成就,是我國高技術發展的又一裏程碑,是中國人民自強不息的又一非凡壯舉。在以胡錦濤同志為總書記的黨中央正確領導下,充分發揮社會主義製度的優勢,自力更生、自主創新,大力協同、集智攻關,我們就一定能夠譜寫我國航天事業以及整個科技事業更加絢麗的篇章!

2003年10月16日上午9時52分,楊利偉乘專機從內蒙古著陸場飛抵北京。中共中央政治局委員、中央軍委副主席、國務委員兼國防部長曹剛川,中央軍委委員、總裝備部部長、載人航天工程總指揮李繼耐,總裝備部政委遲萬春等到機場迎接。楊利偉用三句話概括了他21小時的太空旅行:“飛船飛行正常。我自我感覺良好。我為祖國驕傲。”

艙段介紹

軌道艙

尺寸:長2.8米,直徑2.2米

神舟飛船的軌道艙的外形為圓柱形的。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,隻有身體靈巧、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。

神舟五號飛船神舟五號飛船

軌道艙是飛船進入軌道後航天員工作、生活的場所。艙內儲備有食物、飲水和大小便收集器、睡袋等生活裝置外,還有空間套用和科學試驗用的儀器設備。

返回艙返回後,軌道艙相當于一顆對地觀察衛星或太空實驗室,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。

返回艙尺寸:長2.00米,直徑2.40米(不包括防熱層)。

quot;神舟”飛船的返回艙呈鍾形,有艙門與軌道艙相通。放回艙式飛船的指揮控製中心,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,顯示飛船上個系統機器設備的狀況。航天員通過這些儀表進行監視,並在必要時控製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,內有環境控製和生命保障系統,確保艙內充滿一個大氣壓力的氧氮混合氣體,並將溫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,艙內還安裝了供著陸用的主、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視窗,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毀。

推進艙

尺寸:長3.05米,直徑2.50米底部直徑2.80米

神舟號的推進艙又稱設備艙,它呈圓柱形,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製動減速所需要的動力,還有電源、環境控製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,產生的電力將三倍于聯盟號,平均1.5千瓦以上,差不多相當于富康AX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,它還可以繞連線點轉動,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,這樣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。

設備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布置了4對糾正姿態用的小推進器,說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。

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。

對于附加段現階段的設備沒有官方介紹,但是一些業內人士進行了大膽的推測,如:其中一個半環型裝置,據推測是用來安裝方形的儀器裝置。而三個相互垂直並可伸出的0.4米的探針被推測為可能是導航系統的一部分或對接系統的一部分。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。但這些裝置可能隻是一種試驗型,在將來執行與太空站對接的任務時肯定會被新型對接系統所替換。

總設計師

戚發軔

1933年出生,中國工程院院士,神舟號飛船和東方紅二號、東方紅二號甲、東方紅三號衛星總設計師,中國空間技術研究院科技委主任、原院長,現任北京航空航天大學宇航學院院長。

長二進步

神箭:可靠性、安全性和成功率均達到國際先進水準

張慶偉表示,在載人火箭技術方面,長征二號F載人火箭五次將“神舟”飛船準確送入浩瀚太空。長征二號F火箭的可靠性提高到0.97,使航天員的安全性達到0.997,成功率為100%,長征二號F火箭的可靠性、安全性和成功率均已達到國際先進水準。載人火箭的各類產品,從設計、質量、功能到飛行結果都達到預想目標,中國的長征二號F火箭整體性能優良,表明中國航天運載工具已進入成熟期。此次發射是長征火箭的第71次飛行,也是自1996年2003年10月以來長征火箭連續29次飛行成功。長征火箭的發射成功率達91%。

長征二號F火箭是中國航天史上第一次用于載人航天的全新的運載火箭,也是目前中國所有運載火箭中起飛質量最大、長度最長、系統最復雜的火箭。火箭全長58.3米,頂部帶有逃逸塔,起飛質量為479.8噸,運載能力為7.8噸,可以把飛船送入200公裏—450公裏的近地軌道。

長征二號F火箭首次在國內火箭上採用了55項新技術,其中的火箭故障檢測系統和逃逸系統等主要關鍵技術,屬于世界性難題。數百種火箭故障模式及逃逸判據實現了運載火箭在待發段和上升段發生故障時的自動檢測、自動診斷故障,並能發出故障信息給逃逸系統,實施航天員自動逃逸和地面指令逃逸,這一技術達到了國際先進水準。

為增加火箭的可靠性和安全性,長征二號F火箭的重要系統和關鍵部位首次採取冗餘技術,給火箭上了“雙保險”。萬一主系統出現故障,可以迅速切換到備份系統上,保證火箭正常工作,保證航天員的安全。

長征二號F火箭在國內航天史上實現了“三垂”:飛船和火箭在技術區實現了垂直總裝測試;實現了運載火箭高度垂直豎立情況下,在自發電源的驅動下,沿著鐵軌自行行走1.5公裏的垂直運輸;實現了1.5公裏的遠距離發射。這些技術都達到了國際先進水準。

發射“東方號”、“上升號”飛船所採用的運載火箭是“東方號”運載火箭,發射“聯盟號”和“進步號”飛船採用的是“聯盟號”運載火箭。由科羅廖夫領導設計的“東方號”運載火箭全長38.36米,起飛質量287噸,起飛推力4002.5千牛,可將4.7噸的有效載荷送入近地軌道。“東方號”運載火箭1970—1989年共發射92次,成功91次,成功率為98.8%。“聯盟號”運載火箭是在“東方號”運載火箭基礎上改進發展而成的,近地運載能力從4.7噸提高到7.2噸,截至1993年4月,“聯盟號”火箭已發射了1012次,失敗17次,成功率達98.3%.

安置在火箭最頂端的逃逸塔長約8米,形狀酷似一根巨大的避雷針,火箭的低空逃逸就是通過逃逸塔來實現的。低空逃逸是指起飛前30分鍾到起飛後2分鍾即火箭拋逃逸塔前,其中包括在發射台上的逃逸。用于中國首次載人發射的“長征”二號F型火箭,有三種模式保證航天員在發生意外時能夠安全逃生。這三種模式是:低空逃逸、高空逃逸和船箭應急分離。

技術進步

“神舟”:中國天地往返運輸的優良工具

中國載人航天工程副總指揮、中國航天科技集團公司總經理張慶偉指出,從1999年到2003年,我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製、應急救生、軟著陸、GNC故障診斷、艙段間分離、防熱等13項關鍵技術。作為我國高技術領域的跨世紀工程,“神舟”飛船整體性能優越,達到了20世紀90年代國際先進水準。

“神舟”飛船“三艙一段”的結構與整體方式具有鮮明的中國特色,“神舟”飛船起點高,一步到位,智慧型化程度較高。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。“神舟”飛船第一步就可載三人;第一次載人飛行,蘇聯加加林隻繞地球飛行一圈,艾倫·謝潑德隻進行了亞軌道飛行,而中國航天員卻在近地軌道飛行了一天。國外載人飛船是從搭載小動物開始試驗航天員環境控製與生命保障系統的,我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。

“神舟”飛船適用性強,可一船多用,飛船軌道艙既能進行留軌對地觀測,又能作為未來空間交會對接的一個飛行器。國外發射飛船一次是連續發射兩艘,而我國的方案中是先發射一艘,其留軌艙與下一個飛船進行交會對接。即為實現交會對接,國外的發射是2N次,而我國的飛船發射是N+1次,隻要發射次數N>1,以N等于5為例,國外需發射10艘飛船,而我國隻要發射6艘飛船,如此以來我國發射的飛船總數量就少于國外,既節省了巨額的發射費用,又可利用空間留軌開展科學試驗。中國走著一條低成本的載人航天發展道路。

“神舟”試驗飛船與美國的第一艘試驗飛船“水星號”和前蘇聯第一艘試驗飛船“東方號”相比,在技術上有著明顯的進步點。(見表1所示:)表1

項目  水星號飛船“東方號”飛船  神舟號飛船  
起飛質量(T)  約1.4  約4.7  7.8  
座艙最大直徑(m)  1.8  2.3  2.5  
載入方式  彈道式  彈道式  升力式  
電源  蓄電池  蓄電池  太陽電池  
構形  座艙、製動艙  再入艙、儀器艙  附加段、軌道艙、返回艙、推進艙  

表1 中國、美國、蘇聯第一艘飛船的主要技術指標

我國“神舟”飛船的起飛質量和座艙最大直徑,都遠遠大于美國“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、液路連線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,這比“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製,這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著陸點的精度和降低再入過載峰值,減輕航天員返回地面時承受過載的痛苦。

張慶偉同時指出,與20世紀90年代國外先進的載人飛船——聯盟TM飛船相比,(見表2)

“神舟”飛船與聯盟TM飛船的比較

項目  聯盟TM飛船  “神舟”飛船  
起飛質量(T)  7  7.8  
座艙最大直徑(m)  2.2  2.5  
載入方式  半彈道式  升力式  
著陸點精度  半徑小于30km的圓  理論偏差15km正負9km  
再入過載峰值g  3-4  3.24  

“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、著陸精度和再入過載峰值等指標上大致與聯盟TM飛船相當,並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。

發電站

隨著“神舟”五號載人飛船脫離運載火箭順利進入太空,展開後的太陽帆板就像是飛船長出了兩對碩大的翅膀,通過將太陽能轉換成電能,來為飛船上的電器設備提供能源。

神舟五號飛船神舟五號飛船

“太陽帆板有供電和充電兩大功能,相當于一個小型發電站。飛船上雖備有應急電源,但支持的時間有限,主要還是依靠太陽帆板提供電能。”負責太陽帆板設計的主管設計師孔旭東說,“神舟”飛船上的太陽帆板採用了大量先進的復合材料,以便在盡可能提高發電效能的同時,減輕其自身質量,其身價達到了上千萬元。

據孔旭東介紹,太陽帆板設計和研製的主要困難是如何適應復雜的空間環境。飛船在空間運行的低軌道環境復雜,密度高的電漿、原子氧以及紫外線照射等不確定因素,都可能對太陽帆板的結構和電磁片等造成傷害。飛船在太空中大約每90分鍾繞地球一周,其間要經受180攝氏度的溫差考驗,這種頻繁的高低溫轉換,要求太陽帆板在製造上必須解決熱脹冷縮的難題。孔旭東說,為解決上述問題,他們專門研製了模擬空間環境的試驗裝置,並在太陽帆板的製造上採用了特殊材料。

發射場

2003年10月15日

飛船升空地--酒泉衛星發射中心,將作為這一歷史時刻的見證而載入史冊。據了解,與飛船發射配套的廠房、設施共同組成了“神舟”飛船7大系統中的“載人發射場系統”。

載人發射場建設經過3年半的時間,1998年2月基本結束。挖土石方60萬立方米,鋼材用量達2.3萬多噸,建設規模15萬平方米。工程初建時,戈壁灘四周光禿禿的,無一片遮擋樹木,年降水量隻有40毫米左右。每年春秋時節,狂風卷著黃沙呼嘯而來,連載重的汽車也能被它掀翻。而如今,這裏綠樹成蔭,綠化率高達40%以上。

下面,請跟著我們,一起對載人飛船發射場的關鍵部位進行一番掃描吧。

“神舟”發射塔架:

“神舟”飛船就是從這裏發射的,我國的航天員也將從這裏開始遨遊太空的旅程。

發射塔通體粉綠色,高達百餘米,全部為鋼架結構,矗立在沙漠中。塔架上設有固定平台和可升降的工作平台,供科技人員對飛船、火箭進行發射前的最後測試、檢查。夜間,幾十支探照燈同時照亮塔架的輪廓,使之成為戈壁中最輝煌的建築。

發射塔架承擔的主要任務是,完成飛船火箭組合體功能檢查航天員進艙航天員應急救生等工作。在發射前夕,如若出現緊急情況,航天員可迅速通過逃逸滑道進入地下安全掩體。

神舟五號飛船神舟五號飛船

垂直總裝廠房:

這個龐然大物高達93.5米,是亞洲最高的單層建築,曾獲我國建築界的最高榮譽——“魯班獎”。

垂直總裝測試廠房是發射場的核心建築,由于其建築技術難度高,世界上隻有少數發達國家能夠建造。樓體主色調為純白,兩側嵌有淡藍色的巨幅捆綁型火箭圖案。“神舟”飛船的很多關鍵測試就在這個廠房中進行。

垂直總裝廠房左側的建築是測發樓。樓內配置了完備的電腦測試發射系統,可兼顧技術區的綜合測試和發射區的發射控製,實行自動化巡回檢測和對關鍵部位的監測控製。

載荷總裝廠房

與垂直總裝測試廠房相對應的,是飛船有效載荷總裝測試廠房。這座廠房樓體潔白無瑕,唯有進出大門漆成暗紅色,橫跨度高于縱深度。它主要承擔飛船的檢查、測試、裝配、裝載等任務。

此外,還有飛船加註與整流罩裝配廠房、火箭逃逸塔總裝測試廠房等設計精巧的建築。發射場採取了先進的垂直總裝、垂直測試、整體垂直轉運和遠距離測試發射技術。其設計水準和技術水準可與世界先進水準相媲美。

資金耗用

有關人士表示,此次神舟五號載人飛行直接消耗在10億元人民幣以內,自1992年載人航天工程啓動以來總共使用了大約180億元人民幣。

相關評價

  • 中國大陸認為:“如同在六七十年代先後成功研製‘兩彈一星’(核子彈、彈道飛彈衛星)一樣,中國人這次成功地把載人飛船送入外太空,也是完全依靠自身的智慧和力量……這就說明了,在航天科技領域,中國和其它兩個大國(美俄)的差距已經大大縮小,並且已經正式加入了世界宇航大國的行列。”
  • 聯合國秘書長安南:“太空之旅沒有國界,‘神舟’五號飛船的升空是全人類邁向太空的一步。”
  • 2003年10月15日(三),國際空間站的第7遠征隊的二名宇航員:俄羅斯宇航員尤裏·馬連欽科與美國華裔宇航員盧傑在空間站上通過影片說了歡迎辭,其中盧傑用國語問候楊利偉:“歡迎你到太空來,祝你一路平安,勝利返航”。
  • 美國國務院發言人鮑徹:“我們祝賀中國人民首次成功將他們的第一名宇航員送上太空。這是一項歷史性的成就。我們對中國成功地成為第三個將人類送上太空的國家表示贊賞。”
  • 美國華盛頓郵報》報道:“中國已經成為第三個把人送入太空的國家。”
  • 俄羅斯真理報》以紅標題《中國有了自己的加加林》對中國成功發射載人飛船表示祝賀。並說,中國在航天方面取得的成績證明了毛澤東說過的一句話:“社會主義好”。
  • 歐洲航天局局長:“中國已經成為第三個獨自將人類送入太空的國家,這表明它的太空技術已經非常可靠。中國載人航天取得的成功將開啓國際太空合作的新時代。”
  • 新加坡聯合早報》發表題為《歷史性的飛天》的社論,稱中國成功發射神五為人類宇航史上又一個“輝煌的時刻”。

神舟使命

目標載人飛行

夜晚發射

與以往神舟系列發射時間不同,神舟5號選擇了白天。

以往神舟飛船的發射時間一般在凌晨或夜晚。據有關專家介紹,航天發射需要確定一天中的某一個時間段作為飛船發射的時機,這個時間段被稱為“發射視窗”。原來神舟系列的發射視窗選擇在夜晚,主要是便于飛船發射升空時,地面的光學跟蹤測量儀易于捕捉到目標。而神舟5號選擇白天發射,主要是考慮到白天溫度將有利于發射人員工作,也易于在意外情況發生時,充分保障宇航員的人身安全。

保障人員安全,成了首要任務。

神舟5號與4號基本相似,由推進艙、軌道艙、返回艙和附加段組成。所不同的是5號的頭部是圓柱體,而4號的頭部是半球體。“神舟”4號裏面裝滿了實驗儀器和物品,而“神舟”5號艙內隻有宇航員,幾乎是空蕩蕩的,為的是盡可能給宇航員留出空間,其空間的平面大約為2.2米×2.5米,不足7平方米,可容納3名宇航員。此外,神舟5號還留有將來與空間實驗室對接的接口。

在此次載人飛船神舟5號的發射中,長征2F火箭的逃逸系統將首次為宇航員的安全提供保護。在發射前15分鍾,火箭上的自動故障檢測處理系統可以自動進行故障檢測,一旦有問題便會自動報警。

發射載人飛船的運載火箭,不僅要具有大的運載能力,而且因為要“載人”,所以一般要比發射衛星的運載火箭具有更高的可靠性和安全性。根據介紹,“長征”2F火箭的獨特之處就在于中國自己製造的火箭首次按照安全性進行設計,可靠性指標由不載人火箭的0.91提高到0.97,即發射100次火箭可能隻有3次出現問題;航天員安全性指標為0.997,即發生1000次危險,隻有3次救助失敗。

神舟飛船的測控點為12個,陸上是北京、西安、渭南、青島、廈門、喀什、卡拉奇和納米比亞,海上是日本海、南美南端海域大西洋,分別由四艘“遠望號”測控船承擔,總部在北京。神舟5號返回的指令由遠望三號測控船發出。5號將在酒泉發射中心發射,返回艙的主著陸場在內蒙古八王旗的一片戈壁,副著陸場在酒泉,這些安排都與神舟4號一樣。

神舟5號進一步完善了飛船應急救生系統,從飛船起飛到著陸都精心設計了救生方案。

針對宇航員的安全問題,神舟5號總設計師戚發軔院士曾經表示,中國有信心保證宇航員的安全。他說:“我們在設計飛船時有一個原則,就是飛船的每一個系統要做到‘一次故障,正常飛行;二次故障,安全返回’。”

上天幹什麽?

一份報告指出,美國經濟在“阿波羅計畫”的刺激下,成長飛速。更為重要的,其帶來的技術突破,直接促成了20世紀若幹重大技術進步。而“星球大戰計畫”所帶來的技術突進,也使美國成為信息時代的領導者。

此外,“從科學和技術的觀點看,研製與試驗載人飛船的經驗將比他們的宇航員在新飛船上能實際完成的任何事情都重要。因為它們對提高電腦、航天材料、製造技術、電子設備、系統集成、試驗等方面的水準,以及獲取研製導航、姿態控製、推進和生命保障各主要子系統的經驗都有益處,而且對軍民兩用航天項目都是極其需要的。”一位專家說。

另一位專家表示,大量早期的空間科學與套用研究成果已經轉化為產業,成為空間產業的重要組成部分。美國空間計畫獲得的技術已經為美國經濟增加了2萬億美元。

在本世紀的頭10年,預期的高額利潤將吸引大批資金註入到全球空間工業,大約為6500億-8000億美元。到2010年,美國在空間的資產將達到5000億-6000億美元,大約相當于美國在歐洲的資產。美國在空間上的投入產出比將達到1∶10。到2020年,美國空間工業的產值將達到國內生產總值的10%-15%。“在實現這些預期目標的過程中,空間科學與套用將是最重要的推動力之一。”專家稱。

中國自1975年以來,已成功地發射了17顆返回式衛星。衛星在完成主任務的同時,進行了多項衛星搭載實驗,在空間材料科學方面取得了多項令人鼓舞的成果。通過轉移這些高技術成果,可產生新的高技術生長點並帶動相關高新技術產業的發展。

此外,空間提供了微重力高真空,為新材料研究與開發提供了無與倫比的條件。除了通過空間環境探索一些地面難以弄清的物理現象外,利用在空間所進行的材料加工研究的結果指導地面材料加工工藝是現階段開展空間材料研究的主要目的。

作為一個要解決13億人口溫飽問題的農業大國,我國從1987年開始用返回式衛星搭載植物種子並回收種子在地面進行種植、觀察、選擇和多代培育。在利用空間特殊環境誘導植物性狀變異,以培育性狀優良的新品種及創造新的種子資源等方面取得了可喜的成果,開拓了“空間誘變育種”這一新領域。

神舟五號飛船楊利偉神舟五號飛船楊利偉

航天員不進軌道艙隻呆在返回艙拍些照片

神舟”五號航天員隻呆在返回艙拍些照片,不進入軌道艙,也不在太空做任何實驗。

返回艙高度和直徑均隻有2.5米,四周均有儀器設備,留給航天員的空間極為狹小。為保障航天員的生命安全,航天員進艙後,便被固定在返回艙的座椅上,吃喝拉撒均在座椅上的生活保障系統完成。此次“神舟”五號飛船上不帶任何生物微生物,隻帶1公斤種子及航天員用于救生的工具及武器。

“神舟”五號繼續航天育種

自1987年始至2001年初,中國已成功地進行了10次植物種子的搭載試驗,涉及到蔬菜瓜果等主要作物品種。如在衛星或高空氣球上搭載300至400公斤農作物種子,返地後經過種植優選,可推廣到1億畝的土地上種植。按每畝地可增產10%的保守演算法,每年可增產糧食40億公斤。

繼上次“神舟”四號飛船成功搭載兩克河南種子之後,由河南原子能農學會和河南省科學院同位素研究所牽頭,又組織了包括小麥棉花韭菜等多個品種的種子100餘克,已隨神舟7號運往太空,實現了經濟農業第二次突破。

飛天夢圓

執行情況

神舟五號載人航天飛行任務主要是全面考核載人環境,獲取航天員空間生活環境和安全的有關資料,全面考核工程各系統工作性能、可靠性、安全性和系統間的協調性。飛船乘坐一名航天員,飛行約一天,在繞地球飛行的第14圈返回。航天員可以按照預先規定的程式和地面指令手動補發船箭分離、帆板展開等重要指令。飛船具有自主應急返回和人工控製返回以及第2天、第3天返回的能力。

根據計畫安排,我國首次載人飛行于2003年10月15日至16日實施。載人飛船和運載火箭在發射場的技術區完成總裝、測試後,進入發射區加註推進劑。發射前16小時,從航天員三人首飛梯隊中,選優確定了首飛航天員楊利偉,發射前約2小時45分航天員進入飛船。

台北時間2003年10月15日9時整,火箭一級發動機和4個助推發動機同時點火;火箭飛行120秒逃逸塔分離,137秒助推器分離,159秒火箭一、二級分離,200秒整流罩分離,460秒二級主發動機關機,587秒船箭分離,飛船進入傾角42.4度、近地點高度199.14公裏、遠地點高度347.8公裏的橢圓軌道。入軌後,飛船建立軌道運行姿態,展開推進艙上的太陽能電池陣,對太陽定向,並在第5圈實施變軌,進入343公裏圓軌道。飛行期間,地面與航天員保持密切聯系,通過生理遙測參數,了解航天員的身體狀態;航天員監視飛行過程中重要指令的執行以及飛船運行狀態。

神舟五號載人飛船在軌自主運行14圈返回地球。在返回的前一圈,由地面測控站向飛船註入返回製動精確參數。飛船偏航調姿90度,軌道艙與飛船分離。再偏航調姿90度並製動進入返回軌道,在高度降為145公裏時,推進艙與返回艙分離。返回艙再入大氣層,穿越“黑障區”後進入主著陸場上空,按程式開傘減速,在下降至地面約1米左右時,著陸緩沖發動機點火工作。返回艙于2003年10月16日早晨6點23分安全著陸,航天員楊利偉在飛行21小時23分後順利返回。此後,軌道艙繼續留軌飛行約半年,開展有關的空間科學實驗和技術試驗。

技術成就

本次飛行任務由一名航天員擔任指令長兼駕駛員,飛行期間航天員不進入軌道艙、不脫航天服,並按預先規定的程式和地面指揮手動補發船箭分離、帆板展開、推返分離等指令,完成飛船狀態監視、血壓測量、攝影攝像、飲食睡眠等工作。自主飛行段正常飛行時間為1天,飛船入軌後第五圈變軌,第14圈製動返回主著陸場。具有第2天、第3天返回的能力。飛船軌道艙留軌飛行半年,主載荷為CCD詳查相機。組織實施按照白天發射、白天回收的原則進行。

飛船具備自主應急返回的能力,在應急情況下允許航天員返回全球預定的10個應急著陸區;具備人工控製返回功能,在自動返回系統失效的情況下,航天員可以手動控製返回地面。

航天員的選拔、訓練工作已經完成了基礎理論和專業技術、飛行程式與任務模擬、航天環境適應性、救生與生存等學習與訓練;人船聯合測試項目;飛船訓練模擬器和手控訓練模擬器訓練。6月末根據考核情況,優選出6名預備航天員進行強化訓練,9月完成強化訓練後確定首次載人飛行3人航天員梯隊。

發射場、測控通信、著陸場系統,根據前四次飛行試驗的情況,進一步完善了技術狀態,落實了任務實施方案,按計畫進行設備的復檢、標定、維護,進行演練、聯調。對航天員實施醫監醫保和醫療救護的方案已經確定。這幾個系統的準備工作在9月底完成,確保2003年10月執行任務。

為了確保首次載人飛行任務圓滿成功,工程整體在2003年又重點安排了大量的可靠性、安全性驗證試驗,如飛船、火箭的發動機可靠性試車,飛船各種火工機構、火工裝置的點火試驗,各種活動部件的壽命及可靠性試驗,電子設備的可靠性成長試驗、綜合應力試驗,飛船防火、防潮、防結露措施驗證試驗等。針對無人飛行試驗無法考核的人工手動功能,安排了地面大量仿真和試驗,如:火箭逃逸仿真,飛船應急救生和在軌自主應急返回仿真,人工控製功能仿真,系統級故障模擬與對策驗證仿真等,特別重視了與航天員安全相關的飛船艙內有害氣體消除和防護、脈沖噪聲、座椅提升和緩沖性能試驗及著陸沖擊試驗等。

此外,我國神舟飛船的起飛質量和座艙最大直徑,都遠遠大于美國“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、液路連線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,這比“水星”號、“東方”號的電源系統技術上有了很大的進步。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。

航天員

姓名:楊利偉

民族:漢

出生年月:1965年6月21日

楊利偉楊利偉

籍貫:遼寧省葫蘆島市綏中縣

政治面貌:中國共產黨黨員

身高:168釐米

體重:65公斤

家庭成員:妻子張玉梅,兒子楊寧康

楊利偉是中華人民共和國第一位進入太空的太空人,大學文化,他是中國培養的第一代航天員。

著名航天員楊利偉

2008年7月22日,總裝備部舉行將官授銜儀式,“航天英雄”楊利偉被授少將軍銜。

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