(三)神舟飛船的發(fā)展歷程
1999年11月20日,我國(guó)用長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭發(fā)射了神舟一號(hào)無(wú)人實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)飛船,考核了載人航天工程總體設(shè)計(jì)方案的可行性和關(guān)鍵技術(shù)的可靠性。它還不是正樣船,所以采用了最小的配置,13個(gè)分系統(tǒng)只上了9個(gè)分系統(tǒng)。實(shí)踐表明,我國(guó)已經(jīng)掌握了飛船艙段分離、調(diào)姿制動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù),而且飛船和火箭的性能優(yōu)良,新建的載人航天發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控網(wǎng)具有先進(jìn)水平。
2001年1月10日發(fā)射的神舟二號(hào)是我國(guó)第一艘無(wú)人正樣飛船(注:正樣飛船是用于正式發(fā)射的飛船)。這個(gè)飛船在技術(shù)狀態(tài)上和載人飛船基本是一致的,13個(gè)分系統(tǒng)均參加了飛行實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)考核了環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)和應(yīng)急救生兩個(gè)分系統(tǒng),首次進(jìn)行了軌道艙留軌飛行。
2002年3月25日,發(fā)射了神舟三號(hào)無(wú)人飛船,技術(shù)狀態(tài)與載人飛船技術(shù)狀態(tài)是完全一致的。它全面完善了逃逸與應(yīng)急救生功能,首次進(jìn)行了待發(fā)段與上升段逃逸救生試驗(yàn),而且明確了漏逃和誤逃的界限,提高了載人航天安全性和可靠性。我國(guó)火箭和飛船的成功率已經(jīng)達(dá)到了97%,甚至更高,另外3%是依靠逃逸系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)的,這樣航天員就安全了。我國(guó)首創(chuàng)使用太空模擬人。我國(guó)沒(méi)有像國(guó)外那樣把小動(dòng)物送上去,因?yàn)檫@與真正載人差別還很大。模擬人是由人體代謝模擬裝置、擬人生理信號(hào)設(shè)備和形體假人組成,能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動(dòng)參數(shù),包括耗氧、脈搏等
2002年的12月30日,我國(guó)發(fā)射了神舟四號(hào)無(wú)人飛船。它是我國(guó)最完善的無(wú)人試驗(yàn)飛船,也是考核最全面、最接近載人航天技術(shù)狀態(tài)的最后一次演練,備用著陸場(chǎng)、陸地和海上應(yīng)急救生等系統(tǒng)都參加了此次飛行的試驗(yàn)和考核,進(jìn)一步完善了逃生和應(yīng)急救生功能,增加了自主返回功能。
2003年10月15日,我國(guó)發(fā)射了神舟五號(hào)載人飛船,這是我國(guó)第一艘載人飛船。我國(guó)首位航天員楊利偉進(jìn)行了世界載人航天歷史上第241次飛行,這次飛行也使楊利偉成為世界上第428位進(jìn)入太空的航天員。這艘飛船在2003年10月16日返回,我國(guó)成為世界第三個(gè)能獨(dú)立開(kāi)展載人航天活動(dòng)的國(guó)家。
神舟五號(hào)與神舟四號(hào)基本相似,但對(duì)航天員座椅的安全性和適應(yīng)性進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn),同時(shí)設(shè)置了多種安全救生模式和百余種故障對(duì)策方案,以保障航天員的安全。它證明了我國(guó)的飛船具備了載人航天飛行的條件。本來(lái),神舟五號(hào)載人飛船可以載兩人,考慮到穩(wěn)妥,只載了一個(gè)航天員上去,它的座椅緩沖器也由神舟一號(hào)到神舟四號(hào)的拉刀式改為脹環(huán)式,為楊利偉的安全返回又增加了一道保險(xiǎn)。
2005年10月12日,我們發(fā)射了神舟六號(hào)載人飛船,送費(fèi)俊龍和聶海勝到太空遨游。它的主要變化是:人數(shù)由1人增加到2人,飛行天數(shù)由1天增加到5天,活動(dòng)范圍增加到全船。因?yàn)闂罾麄ブ皇窃诜祷嘏摶顒?dòng),而費(fèi)俊龍、聶海勝上天以后,脫下了艙內(nèi)航天服,首次打開(kāi)了返回艙艙門(mén),進(jìn)入到軌道艙工作和生活。這也全面啟動(dòng)了環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng),創(chuàng)造了更加舒適的環(huán)境。航天食品的種類也從神舟五號(hào)的二三十種增加到四五十種。載人航天最大的特點(diǎn)就是有人直接參與太空活動(dòng)。如果沒(méi)有人參與的話,有些實(shí)驗(yàn)會(huì)受到很大的限制。所以,這次航天飛行順利完成,為后來(lái)航天員出艙活動(dòng)和航天器交會(huì)對(duì)接,打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2008年9月25日發(fā)射的神舟七號(hào)飛船載翟志剛、劉伯明、景海鵬升空,實(shí)現(xiàn)了三大突破:一是太空行走;二是首次滿載三名航天員;三是首次從一個(gè)航天器釋放了另一個(gè)航天器,神舟七號(hào)釋放了一個(gè)小衛(wèi)星。另外,首次與天鏈一號(hào)中繼衛(wèi)星進(jìn)行了中繼鏈路試驗(yàn)。神舟七號(hào)的軌道艙改進(jìn)是一大亮點(diǎn),滿足了出艙活動(dòng)的要求。另外,翟志剛穿的“飛天”航天服是我國(guó)國(guó)產(chǎn)的艙外航天服。這次服務(wù)的完成,標(biāo)志著我國(guó)成為世界第三個(gè)獨(dú)立掌握太空行走技術(shù)的國(guó)家。
2011年11月1日發(fā)射的神舟八號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器進(jìn)行了我國(guó)首次無(wú)人自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,使我國(guó)也成為世界第三個(gè)掌握自動(dòng)交會(huì)對(duì)接的國(guó)家。飛船上面裝有自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和對(duì)接機(jī)構(gòu),從此神舟號(hào)飛船就定型了。
2012年6月16日發(fā)射了神舟九號(hào)載人飛船,載景海鵬、劉旺、劉洋升空,驗(yàn)證了自動(dòng)和手控交會(huì)對(duì)接技術(shù)。因?yàn)樽詣?dòng)交會(huì)技術(shù)比較省事,但成功率沒(méi)有手控高,所以當(dāng)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接技術(shù)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候,要采用手控,成功率比較高。我國(guó)全面掌握了這兩樣交會(huì)對(duì)接技術(shù),而且實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)第一。比如說(shuō),首次考核了飛船的手控系統(tǒng),航天員不僅是坐飛船,也要開(kāi)飛船;首次飛行了13天;首次打開(kāi)了天宮一號(hào)的艙門(mén)(神舟八號(hào)因?yàn)槭菬o(wú)人的,所以對(duì)接后艙門(mén)沒(méi)有辦法打開(kāi)),神舟九號(hào)與天宮一號(hào)對(duì)接以后打開(kāi)了艙門(mén),航天員訪問(wèn)了在軌的航天器;首次安排了航天員二上太空,景海鵬二上太空,他原來(lái)參與了神舟七號(hào)的任務(wù);首次安排女航天員執(zhí)行太空任務(wù),劉洋是我國(guó)第一個(gè)女航天員;首次用太空“自行車(chē)”鍛煉身體,等等,還有很多首次。
2013年6月11日,發(fā)射了神舟十號(hào)飛船,載聶海勝、張曉光和王亞平升空。它和以前的飛船最大的區(qū)別就是,首次進(jìn)行了應(yīng)用性飛行和繞飛,我們以前的飛船都是試驗(yàn)飛船,每次都要進(jìn)行較大的改動(dòng)。定型了以后,這次改動(dòng)是最小的,進(jìn)行了應(yīng)用性飛行,完成正常的天地往返運(yùn)輸任務(wù)。與神舟九號(hào)飛船相比,神舟十號(hào)沒(méi)有新的大的技術(shù)變化,只是進(jìn)行了小的調(diào)整,技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)固化了。
與神舟九號(hào)相比,第一,神舟十號(hào)更加舒適了。神舟十號(hào)做了一些小改進(jìn),包括垃圾處理、食品改進(jìn)、作息制度安排,使它更加舒適。第二,神舟十號(hào)進(jìn)行了在軌維修試驗(yàn),包括更換地板的材料、進(jìn)行密封圈的置換。因?yàn)橐院罂臻g站要進(jìn)行在軌維修,所以我們這方面進(jìn)行了試驗(yàn)。第三個(gè)是一大亮點(diǎn),進(jìn)行了太空授課,女航天員王亞平為地面的青少年進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課。我也是太空授課專家組成員,準(zhǔn)備了一些方案,根據(jù)科學(xué)性、教育性、趣味性、可行性、可適性、操作性、安全性等原則,集思廣益,最后確定了5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,包括質(zhì)量測(cè)量、單擺運(yùn)動(dòng)、陀螺、水膜、水球等,完成得非常成功,影響非常大。
神舟十號(hào)進(jìn)行了首次繞飛。神舟號(hào)飛船以往完成了任務(wù)就直接飛回來(lái)了,神舟十號(hào)飛船為了滿足以后空間站交會(huì)對(duì)接的需求(以后空間站交會(huì)對(duì)接,不僅是直接進(jìn)行軸向交會(huì)對(duì)接,有可能進(jìn)行側(cè)面交會(huì)對(duì)接),神舟十號(hào)飛船在完成最后任務(wù)以后,脫離天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器,繞著天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器進(jìn)行繞飛試驗(yàn),也取得了成功。
我國(guó)在2016年10月中下旬要發(fā)射神舟十一號(hào)飛船。神舟十一號(hào)飛船只送去兩名航天員,因?yàn)槲覀冞@次要進(jìn)行中期駐留考核(以前都是短期10天、12天,這次要進(jìn)行30天駐留),因?yàn)樘鞂m一號(hào)或者二號(hào)的生命保障系統(tǒng)能提供60人/天。也就是說(shuō),一個(gè)航天員在上面可以工作生活60天,如果3名航天員在上面能生活20天,我們要進(jìn)行中期駐留30天,所以這次送上去兩名航天員。以后空間站駐留時(shí)間將更長(zhǎng),每批航天員上去要駐留工作半年左右,所以,我們要看看中期駐留有什么問(wèn)題,需要驗(yàn)證技術(shù)。少一個(gè)人,不僅能夠延長(zhǎng)駐留時(shí)間,而且可以多帶一些空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備或者技術(shù)試驗(yàn)設(shè)備。這次飛行帶的空間科學(xué)設(shè)備比較多一些,可以一舉兩得。當(dāng)然神舟十一號(hào)也進(jìn)行了少量的改動(dòng)。
三、揭秘天宮二號(hào)
我們稱天宮為天宮小站。天宮是一個(gè)微型的空間站,這是世界獨(dú)一無(wú)二。世界第一座空間站——“禮炮”一號(hào)在20世紀(jì)70年代發(fā)射的,一個(gè)艙就是20噸左右,當(dāng)然它有運(yùn)載能力較大的質(zhì)子號(hào)火箭,所以目前的空間站每個(gè)艙段的重量都在20噸左右,包括和平號(hào)空間站的每個(gè)艙段、國(guó)際空間站的每個(gè)艙段都是20噸左右。目前我國(guó)運(yùn)載火箭的能力能夠發(fā)射8.5噸的航天器, 2016年11月要發(fā)射近地軌道運(yùn)載能力達(dá)25噸的長(zhǎng)征5號(hào)大型運(yùn)載火箭,但是在此之前怎么辦?為了提前做有關(guān)實(shí)驗(yàn),我們利用現(xiàn)有的火箭先研制了微型空間站,也叫做空間實(shí)驗(yàn)室,就是天宮一號(hào)和二號(hào)。
我們?cè)?011年9月29日,先是用長(zhǎng)征二號(hào)F-T1運(yùn)載火箭成功了發(fā)射了天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器,發(fā)射飛船是用Y系列,而發(fā)射天宮系列是用T系列的。雖然也是長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭,但與發(fā)射飛船尤其是發(fā)射載人飛船的火箭不一樣,因?yàn)闆](méi)有載人,所以沒(méi)有裝逃逸塔。先是把無(wú)人的天宮一號(hào)發(fā)射到太空去,然后再把載人飛船發(fā)上去和它對(duì)接,然后人再上去。
2016年9月15日,我們用長(zhǎng)征二號(hào)F-T2發(fā)射了天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室,跟天宮一號(hào)的名字不一樣了,天宮一號(hào)叫目標(biāo)飛行器,天宮二號(hào)叫空間實(shí)驗(yàn)室,下面主要介紹天宮二號(hào)。
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