此后，我國載人航天進(jìn)入第二步第二階段。2016年、2017年分別發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室、神舟十一號載人飛船以及天舟一號貨運(yùn)飛船，驗(yàn)證空間站部分新技術(shù)，進(jìn)行中等規(guī)模的空間應(yīng)用發(fā)展。天宮二號原來是天宮一號的備份，由于天宮一號目標(biāo)飛行器表現(xiàn)得很好，目前仍在超期服役，所以對天宮二號進(jìn)行了適應(yīng)性改裝，讓它執(zhí)行空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，包括考核航天員中期在軌駐留的能力，驗(yàn)證在軌補(bǔ)加推進(jìn)劑技術(shù)，開展較大規(guī)模科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用試驗(yàn)，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等實(shí)驗(yàn)。

我國正在研制的天舟貨運(yùn)飛船由貨物艙和推進(jìn)艙組成，其上行貨物運(yùn)輸能力是6.5噸，下行銷毀廢棄物能力是6噸，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。俄羅斯的進(jìn)步號貨運(yùn)飛船每次只能運(yùn)輸2.5噸貨物。

第三步，在2020年左右建成長期載人的大型空間站，大規(guī)模長時(shí)間開發(fā)太空資源。我國空間站基本構(gòu)型是T字形，由從2018年起先后發(fā)射的三個(gè)20噸級的艙段組成，其中天和一號核心艙居中，實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ問天和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ夢天分別對接在兩側(cè)。我國空間站采用再生式生命保障系統(tǒng)，按長期載三人狀態(tài)設(shè)計(jì)，每半年由載人飛船實(shí)現(xiàn)人員的輪換，由貨物飛船進(jìn)行推進(jìn)劑和物資的補(bǔ)給。為此，要突破四大關(guān)鍵技術(shù)，包括推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)、物理化學(xué)再生式生命保障技術(shù)、電源技術(shù)和空間機(jī)械臂技術(shù)。它將在軌運(yùn)行10年以上，成為我國空間科學(xué)新技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)的重要基地，還是科學(xué)普及和國際合作的基地，可以獲取具有重大科研價(jià)值的研制成果和重大戰(zhàn)略意義的運(yùn)用成果。

二、神舟飛船發(fā)展歷程：從一號到十一號

神舟飛船是我國第一代載人飛船。從系統(tǒng)組成講，我國的神舟飛船采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的三艙式構(gòu)型。1992年9月21日，我們決定采用三艙式飛船，由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙組成（有的時(shí)候還要加一個(gè)附加段或者對接口）。其中，軌道艙和返回艙是壓力密封艙，里面的環(huán)境和地面是一樣的。整個(gè)飛船長約9米，重約8噸，乘員人數(shù)是3人，入軌載荷是300公斤（因?yàn)橛胸涍\(yùn)飛船，載人飛船主要以載人飛船為主），返回時(shí)還能帶回100公斤的樣品。飛船的可靠性達(dá)到97%，航天員安全性達(dá)到99.7%。飛船的自主飛行時(shí)間可以達(dá)到7天，如果停靠在天宮或者未來空間站上，可以達(dá)到180天。兩個(gè)壓力艙內(nèi)部的壓力在101千帕左右，氣體成分是氧氮混合氣，這和地面是一樣的。飛船內(nèi)航天員自由活動空間大概有6個(gè)立方米。最后返回地面的是返回艙，具有支持航天員生存的功能，在陸上可以生存48小時(shí)，在海上可以生存24小時(shí)。在預(yù)定地點(diǎn)著陸后，馬上有著陸場系統(tǒng)的救援人員為航天員提供支持。如果沒有降落在著陸地點(diǎn)，航天員本身可以自我緊急救生，隨后等待救援部隊(duì)進(jìn)行救援。

神舟載人飛船由飛船系統(tǒng)總體和13個(gè)分系統(tǒng)組成。分系統(tǒng)有結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、熱控系統(tǒng)、環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)，等等。在13個(gè)分系統(tǒng)中，乘員分系統(tǒng)和有效載荷分系統(tǒng)分別屬于航天員系統(tǒng)和空間應(yīng)用系統(tǒng)的裝船部分，其他屬于飛船分系統(tǒng)。這些分系統(tǒng)涉及物理、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等數(shù)十種科學(xué)領(lǐng)域，所以飛船具有技術(shù)的多樣性和研制的復(fù)雜性的特點(diǎn)。

飛船一般是在既定軌道飛行，包括空間站也是。所有載人航天器軌道高度一般都在300公里到500公里范圍之內(nèi)進(jìn)行飛行。如果再高，將進(jìn)入或者接近地球腐蝕帶，對航天員造成傷害。如果低于300公里，則會受殘存大氣阻力影響，軌道衰減較快，這樣就需要較多的推進(jìn)劑進(jìn)行軌道保持。

我國的飛船是一般先發(fā)射到近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)350公里的橢圓軌道，到5圈時(shí)再變軌，運(yùn)行在傾角42.4°、高343公里的圓軌道上，目的是為了緊急返回時(shí)方便。但是，2016年10月中下旬發(fā)射的神舟十一號載人航天飛船將在393公里高的軌道上與天宮二號進(jìn)行交會對接，主要是考慮到我國未來空間站將在393年公里高進(jìn)行交會對接。為了驗(yàn)證技術(shù)，這次交會對接的軌道比原來運(yùn)行的軌道高50公里。

　?。ㄒ唬┪覈w船技術(shù)狀態(tài)

為了適應(yīng)不同階段的任務(wù)變化，神舟系列載人飛船有三種技術(shù)狀態(tài)。第一種是初期試驗(yàn)技術(shù)狀態(tài)。它的特點(diǎn)是，神舟飛船的軌道艙可以進(jìn)行留軌利用。飛船完成任務(wù)以后，返回艙返回地面，軌道艙還可以留軌利用半年以上，相當(dāng)于一顆科研衛(wèi)星。神舟五號、六號飛船就采用這種技術(shù)狀態(tài)。第二種是出艙活動試驗(yàn)技術(shù)狀態(tài)。它的特點(diǎn)是，為了完成航天員空間出艙活動（太空行走），軌道艙不再留軌利用了，因此取消了軌道艙上的太陽電池翼和姿態(tài)控制系統(tǒng)，但它的軌道艙除了具備生活艙的功能，還具備出艙活動的氣閘艙功能，用于突破太空行走技術(shù)。軌道艙還放置了艙外航天服，并配置軌道艙卸負(fù)壓系統(tǒng)、艙外行走扶手。神舟七號載人飛船就采用這種技術(shù)狀態(tài)。第三種是天地往返運(yùn)輸器技術(shù)狀態(tài)。它的特點(diǎn)是在軌道艙的前端安裝了用于交會的測量、運(yùn)動控制等設(shè)備和對接用的機(jī)構(gòu)，用于跟其他的航天器進(jìn)行交會對接，而且它的軌道艙也不留軌利用，因此軌道艙沒有太陽電池翼和獨(dú)立姿控系統(tǒng)。神舟八號以后的所有神舟飛船都采用這種技術(shù)狀態(tài)，作為天地往返運(yùn)輸器，供天宮一號、二號以及未來的天宮空間站使用，運(yùn)送往來的人員。

下面對神舟飛船三個(gè)艙進(jìn)行一個(gè)簡單介紹。軌道艙位于飛船的最前部，是一個(gè)圓柱形，最長2.8米。這個(gè)艙用于航天員登天以后在里面工作、吃飯、方便、睡覺。返回艙位于飛船中部，呈鐘形，長2.5米，最大直徑也是2.5米，在返回艙外表面涂有不同厚度的低密度燒蝕材料。由于返回的時(shí)候經(jīng)過大氣層會產(chǎn)生高溫，通過燒蝕材料，能夠?qū)⑴搩?nèi)溫度控制在40度以下，在航天員可以忍受的范圍內(nèi)。另外，返回艙上還有緩沖發(fā)動機(jī)，著陸的時(shí)候起動緩沖發(fā)動機(jī)，使航天員乘坐飛船軟著陸。當(dāng)然，返回艙還裝有降落傘，離地面10公里的時(shí)候打開降落傘減速。推進(jìn)艙位于飛船的后部，是一個(gè)非密封結(jié)構(gòu)。它也是一個(gè)圓柱體，總長2.94米，主要是為飛船提供動力和能源，并進(jìn)行姿態(tài)控制、變軌、制動，等等。

（二）神舟飛船的技術(shù)特點(diǎn)

我國的神舟飛船有幾大技術(shù)特點(diǎn)。第一，作為我國第一代飛船，神舟飛船起點(diǎn)很高，直接研制三艙式飛船，可以乘坐三名航天員。第二，我國的飛船可以一船多用，國外的飛船返回后，它的軌道艙就廢棄在軌道上了，而我國飛船的軌道艙具有留軌利用的功能，可以再工作半年，發(fā)揮余熱。第三，性能先進(jìn)，智能化程度很高，在某些方面比俄羅斯聯(lián)盟號飛船性能還好。比如，采用信息技術(shù)的最新成果，從自動化控制、制導(dǎo)導(dǎo)航到數(shù)據(jù)管理，從應(yīng)對故障的冗余設(shè)計(jì)到液晶顯示，神舟飛船的電子技術(shù)和智能化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先。裝在飛船推進(jìn)艙上的太陽電池翼具有自動對準(zhǔn)太陽的功能，能夠保證飛船的電源充足。國外的飛船有的還是采用電池，包括美國的航天飛機(jī)都是采用電池。第四，我國神舟號飛船防熱技術(shù)具有國際先進(jìn)水平。最大直徑為2.5米的神舟號飛船返回艙表面積是22.4平方米，使用的防熱材料總質(zhì)量是500公斤。而俄羅斯的聯(lián)盟號飛船直徑比我們小，只有2.2米，表面積是17平方米，但它的防熱材料質(zhì)量達(dá)到700公斤。第五，神舟號飛船降落傘是世界上回收能力最強(qiáng)的降落傘之一，也是最大的，足有1200平方米。降落傘由引導(dǎo)傘、減速傘、主傘、牽頂傘（后加）和傘包組成。引導(dǎo)傘的任務(wù)是將減速傘拉出、拉直；減速傘把返回艙的速度從每秒200米減至每秒80米左右后，與主傘分離；主傘打開以后，能把返回艙的速度減至每秒6米。整個(gè)降落傘在地上足有半個(gè)足球場大小，但折疊起來只有一個(gè)手提包大小，質(zhì)量僅有90多公斤，如果用普通的降落傘材料制作，體積和質(zhì)量都會增加三倍。

神舟號飛船采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，其中10多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，它使我國載人飛船技術(shù)達(dá)到或優(yōu)于國際第三代載人飛船的水平。從神舟八號起，我國的飛船就基本定型了，并有交會對接功能，可以小批量生產(chǎn)，因而可以提高可靠性、縮短研制周期、降低研制費(fèi)用。其對接機(jī)構(gòu)采用了異體同構(gòu)周邊式對接機(jī)構(gòu)，可以在對接以后形成直徑0.8米航天員轉(zhuǎn)移通道，而且定型以后還改進(jìn)了手控設(shè)備，增加了8臺平移發(fā)動機(jī)和4臺反推發(fā)動機(jī)，可以使飛船向前平移或后移，對接的時(shí)候更加自由，同時(shí)提供了緊急避撞的動力，可以及時(shí)返回撤離。為了安全起見，神舟號飛船的返回艙落地時(shí)，要提升座椅，以免減少落地時(shí)產(chǎn)生沖擊力。

從神舟九號飛船起，返回艙內(nèi)的航天員座椅下的提升裝置用壓縮空氣取代了燃?xì)?，這樣比較安全。為了滿足交會對接和返回的需求，飛船上有1噸的推進(jìn)劑，同時(shí)配備了應(yīng)急電池，艙外還有攝像機(jī)，采用了擴(kuò)頻通信方案，大大提高了圖像的傳輸質(zhì)量。另外，對神舟飛船的技術(shù)性能和安全性、可靠性也進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。比如，飛船在前期可以獨(dú)立飛行5~7天的基礎(chǔ)上，具有了與空間站對接后?？?80天的能力，而且它的推進(jìn)艙的太陽電池功率也提高了50%，由1.2千瓦增加到1.8千瓦。返回時(shí)為了更加安全，在以前的幾個(gè)傘的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)牽頂傘，進(jìn)一步提高了整個(gè)回收系統(tǒng)的可靠性。在神舟九號和十號任務(wù)中，為了解決女航天員適體性問題，對女航天員所使用的艙內(nèi)航天服、座椅也進(jìn)行了修改，并且為女航天員準(zhǔn)備了巧克力、甜食和一些補(bǔ)血食品，對大小便收集裝置的高度和相對位置也進(jìn)行了局部修改。