20120617/神舟飞船与天宫一号


神舟飞船示意图


神舟一号飞船模型(比例1:40)


神舟飞船结构图


天宫一号(左侧)和神舟飞船(右侧)对接的示意图

维基百科:神舟飞船

神舟飞船是由中国为其载人航天计划研制的载人宇宙飞船系列,其原型机神舟一号于1999年11月20日成功发射,而其发展型号神舟五号于2003年10月15日第一次完成载人飞行。2011年11月1日发射的神舟八号为其正式定型型号。神舟系列飞船与俄罗斯的联盟号飞船外貌相似,但具备全新的结构和更大的尺寸,是全世界目前正在运用的空间最大的载人飞船。神舟号由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段构成,总长约9米,总重约8吨。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空,发射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的草原上。

结构

神舟系列飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。

推进舱:推进舱位于飞船的后部,外形为圆筒状,装有4台主发动机和姿态控制发动机,两侧装有20多平方米的主太阳能电池阵列。推进舱主要用于飞船的姿态控制、变轨和制动,以及向飞船提供电力。

返回舱:返回舱位于飞船的中段,外形呈钟形,直径2.5m,空间约6m3,设计可容纳3名航天员,是目前世界上正在运用的可利用空间最大的载人飞船(联盟号系列飞船的可用空间最大为4m3[1])。航天员在火箭升空时和重返大气层时穿着航天衣躺在返回舱里的座椅上。返回舱的底部有防热盾用于抵御直接撞击大气时的高温。由于返回舱不是纯粹的球体,在重返大气层时仍然可以获得一定的气动升力,产生减速的功能。

轨道舱:轨道舱位于飞船的前段,通过舱口与后面的返回舱相通,外形呈两端带有锥角的圆柱形。轨道舱是宇航员在轨飞行期间的生活舱、试验舱和货舱。在发射前,航天员先通过轨道舱的水平舱门进入飞船,再下降到返回舱里。与联盟号飞船不同,神舟飞船的轨道舱具有自己的太阳能电池阵列,导航和推进系统。与返回舱分离后轨道舱仍然可继续在轨工作半年以上,且上次发射的轨道舱可以与下一个飞船进行交会对接,这样就节省了交会对接的发射次数,降低了载人航天计划的总体费用。

附加段:附加段位于飞船的最前端,根据飞船的任务不同而有不同的设计。其中在神舟八号和天宫一号的对接亦由此部分完成。

任务

神舟飞船的飞行任务是中国载人航天计划第一阶段,921工程的关键行动,用于验证各项相关技术。目前已经完成宇航员安全往返地球轨道,及实现了太空行走(EVA),未来的目标包括飞船的交会和对接。在中国的空间站入轨后,神舟飞船将作为向空间站运送人员和物资的交通工具使用。

已执行的任务

到目前为止,中国已经发射了从神舟一号到神舟九号9艘系列飞船,其中神舟五号至七号和神舟九号实际载人。

神舟一号(1999年11月20日)——第一次测试飞行,成功实现天地往返。

神舟二号(2001年01月09日)——第一艘正样无人飞船,飞行试验的主要目的是,对工程各系统从发射到运行、返回、留轨的全过程进行考核,检验各技术方案的正确性与匹配性,取得与载人飞行有关的科学数据和实验数据。

神舟三号(2002年03月25日)——无人状态下飞行试验,主要目的是考核火箭逃逸功能、控制系统冗余、飞船应急救生、自主应急返回、人工控制等功能,这次任务载有模拟宇航员。

神舟四号(2002年12月29日)——无人状态下飞行试验,主要目的是确保宇航员绝对安全,进一步完善和考核火箭、飞船、测控系统的可靠性。

神舟五号(2003年10月15日)——首次载人飞行,承载的宇航员是杨利伟,成功围绕地球十四圈。

神舟六号(2005年10月12日)——首次进行多人多天的航天飞行,承载的宇航员是费俊龙和聂海胜。

神舟七号(2008年09月25日)——首次承载三名宇航员进入太空,承载的宇航员是翟志刚、刘伯明和景海鹏,成功进行出舱活动(又称太空行走)。

神舟八号(2011年11月01日)——第五艘无人飞船,为中国建立空间站做准备。于11月3日及11月14日两次与天宫一号自动对接,组成一座小型的低地轨道“空间实验室”。

神舟九号(2012年6月16日)——首次搭载女宇航员刘洋和两名男宇航员景海鹏、刘旺 已经进入天宫一号工作和生活,开展空间科学实验。

计划中的任务

在2011年9月29日21时16分03.507秒发射天宫一号目标飞行器之后,神舟八号、神舟九号以及下列飞船将分别与其对接成为中国首个空间实验室。

神舟十号(2012年)——飞船将载人与天宫一号进行交会对接对接,载人短期管理空间站。

维基百科:天宫一号

天宫一号是中国研发的一个目标飞行器,目的是作為其他飞行器的接合點,是中国空间实验室的雏形。于北京时间2011年9月29日21时16分03.507秒发射升空。中国计划在2011至2013年内,相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船,分别与天宫一号完成空间交会对接。神舟八号已于2011年11月1日发射,并在11月3日和15日两次成功与天宫一号对接。

天宫一号是一个重达8.5吨的空间实验室组件,寿命2年。将作为中国首个小型空间站及首个空间实验室。与此前中国发射的航天器相比,天宫一号是中国最大、最重的在轨飞行航天器。

历程纪录

2009年除夕夜,中央电视台春节联欢晚会上,天宫一号模型向公众展示。

2011年6月29日,进入酒泉卫星发射中心的“天宫一号”目标飞行器目前的各项测试工作也同样顺利。

2011年7月24日,中国《解放军报》报导,用于发射“天宫一号”目标飞行器的“长征二号F”运载火箭已抵酒泉卫星发射中心,飞行任务参试人员等已集结载人航天发射场,目前,各项准备工作进展顺利。为达成交会对接任务,“长征二号F”运载火箭共进行近170项技术更改,其中有5项技术是首次使用。

2011年9月20日,中国载人航天新闻发言人宣布,天宫一号将于9月27日至30日择机发射。

2011年9月25日,酒泉卫星发射中心负责人表示,天宫一号发射任务将选择在9月29日至30日之间进行。在27日和28日两天,因为天气原因不适合进行航天发射,所以发射窗口将在29日和30日之间进行选择。

2011年9月29日,中共中央总书记胡锦涛等中共中央政治局常委亲临观看发射实况,其中胡锦涛等七位常委在北京航天飞行控制中心观看实况,温家宝和贺国强则前往酒泉卫星发射中心观看发射。北京时间21时16分03.507秒由长征二号F运载火箭成功发射升空。

2011年9月30日凌晨1时58分,也就是“天宫”飞行到第4圈,到达近地点时顺利进行了第一次变轨,开机时长是32.3秒。

2011年9月30日16时09分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,天宫一号成功实施第二次轨道控制,近地点高度由200公里抬升至约362公里,顺利进入在轨测试轨道。

2011年10月1日,天宫一号环境控制和生命保障系统启动,转入自主运行。

2011年10月10日,天宫一号升空后首次对外发布太空中的照片。图片为其自身携带摄像机拍摄,其中可以看到天宫一号资源舱外表的局部和中继卫星天线。

2011年11月3日,中国太空船神舟八号与天宫一号于3日凌晨1时36分完成对接,是中国太空史上第1次太空飞行器对接,也使中国继前苏联(俄罗斯)、美国后,成为第3个完成太空对接的国家。

2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

组成

天宫一号是一个短粗的圆柱体,内部分为两个舱。前半部分是实验舱,前端有一个对接机构,还有一些实验袋,可进行一些医学、再生生保实验等;资源舱为飞行提供动力,也是航天员生活工作的密封仓。
为了让航天员在太空能够区分上下,在内部一面涂浅乳白色,表示天空;一面则是土黄色,表示大地。

交会对接

神舟八号
2011年11月3日,神舟八号与天宫一号于3日凌晨1时36分完成对接,是中国太空史上第1次太空飞行器对接,也使中国继前苏联(俄罗斯)、美国后,成为第3个完成太空对接的国家。

2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

神舟九号

舱内生活

在“天宫一号”里,航天员生活的实验舱也是飞行器运行的核心舱,里面有很多电子设备。对此,设计师采取了“藏”的策略,把航天员用不着的东西都装修在里面。暴露在外面的设备都采用了圆角的设计,可避免航天员与设备之间的碰撞,保证了安全。

在“天宫一号”内,每个区域旁边都设有数量不等的手脚限位器,总数达到30余个长约200厘米、采用锦丝带材质的手脚限位器被巧妙地安放在舱壁四周。这种“小身材”装置却有着大功效,它是保证航天员在失重飘移状态下,便于手脚着力的唯一“法宝”,也是舱内数量最多的一种设备。

长期太空飞行,娱乐活动对于保证航天员稳定的情绪和乐观的心态非常重要。为保证航天员的娱乐,“天宫一号”组合体里还专门给航天员提供了用来娱乐的笔记本电脑,航天员在工作之余、在睡觉之前,可以用笔记本电脑来上上网、发发微博、看看CD大片,播放一些自己喜欢的歌曲和音乐,或者进行其他的娱乐活动。