研製歷程,歷史背景,研發進程,航天員,系統組成,飛船系統,火箭系統,保障系統,飛行歷程,發射入軌,空間飛行,返回著陸,任務載荷,飛行任務,搭載物品,技術創新,文化特色,總體評價,
研製歷程
歷史背景
1992年9月,中共中央決策實施載人航天工程,並確定了中國載人航天“三步走”的發展戰略。
第一步,發射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間套用實驗;
第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器交會對接技術,發射空間實驗室,解決有一定規模的、短期有人照料的空間套用問題;
第三步,建造空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間套用問題。
工程前期通過實施四次無人飛行任務,以及神舟五號、神舟六號載人飛行任務,突破和掌握了載人天地往返技術,使中國成為第三個具有獨立開展載人航天活動能力的國家,實現了工程第一步任務目標。
1999年11月20日至21日,中國載人航天工程第一艘神舟無人試驗飛船飛行試驗獲得了圓滿成功。
2001年初至2002年底又相繼研製並發射成功了
神舟二號至四號無人飛船,獲得了相關試驗數據,為實施載人航天打下了基礎。在神舟一號至四號無人飛船的基礎上,神舟五號飛船開展研製工作。
研發進程
2003年2月,神舟五號飛船完成了裝船產品的交付和總裝。
2003年3月,飛船完成了全船供電檢查和分系統匹配檢查。
2003年4月,飛船完成了電性能綜合測試和人船、箭船、船地、人船地聯合測試檢查。
2003年5月,飛船完成了整船振動、噪聲試驗。
2003年6月上旬,飛船完成了真空熱試驗和回歸測試。
2003年7月中旬,飛船完成出廠準備。
2003年7月底,飛船通過各級評審後進發射場。
2003年8月上旬,長征2F運載火箭在完成所有試驗並通過各級評審後進發射場。
航天員
神舟五號飛船發射前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。
楊利偉,男,1965年6月出生,遼寧省綏中縣人,共產黨員,大學文化,上校軍銜。原空軍1級飛行員,飛行時間1300小時。
1998年1月,楊利偉成為中國首批航天員。2003年10月15日至16日執行神舟五號載人飛行任務,被授予“航天英雄”稱號。
系統組成
飛船系統
神舟五號飛船由
推進艙、
軌道艙、
返回艙和附加段組成。其頭部是圓柱體,而四號的頭部是半球體,飛船艙內只有航天員,其空間的平面大約為2.2米×2.5米,不足6平方米,可容納3名航天員。此外,神舟五號飛船還留有與空間實驗室對接的接口。
神舟五號飛船,與神舟四號飛船相比,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;具備人工控制返回功能,在自動返回系統失效的情況下,航天員可以手動控制返回地面。
火箭系統
神舟五號飛船的發射任務由
長征二號F運載火箭承擔,該火箭由四個助推器、一級、二級、整流罩和逃逸塔組成,火箭全長58.34米;起飛質量479.8噸。火箭上部整流罩、逃逸塔和飛船軌道艙、返回艙組成逃逸飛行器。
執行神舟五號發射任務的火箭為長征二號F遙五運載火箭,技術狀態與遙四火箭一致,對逃逸門限值進行了進一步的最佳化和仿真確認。
保障系統
陸海基測控通信網站點主要有:3個指揮控制中心、10個測控站和四艘遠望號測量船。利用國際衛星組織和亞太公司布於太平洋、印度洋上空的6顆衛星作為通信支持,完成對運載火箭和飛船測控信息數據的傳遞和交換。
發射場和測控通信系統的技術狀態基本不變,根據飛行試驗任務的要求作適應性調整。
主著陸場的技術狀態基本不變,上升段陸上新增榆林、邯鄲兩個應急搜救區、海上新增B區和C區兩個應急救生區,運行段新增10個(含國內外)自主應急返回著陸區。
主著陸場位於內蒙古自治區賽漢塔拉以西的阿木古朗草原。承擔飛船搜尋回收任務的有主著陸場前置雷達和測控站、空中搜尋分隊(配備直升機)和地面搜尋分隊(配備10輛特種車)。
為在出現應急情況時保證航天員的安全,上升段在陸上設立了4個應急救生點,配備9架直升機及地面搜救車輛執行搜救任務。在海上設立了3個應急救生區,派出6艘救援船隻,並配有2架巡邏機和1架船載直升機完成應急搜救任務,此外,在運行段,為實施自主應急返回,在國內外共安排了10個飛船自主應急返回救生區。
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。各個系統的準備工作在9月底完成,確保10月執行任務。
飛行歷程
發射入軌
2003年10月15日9時(台北時間),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199.14千米、遠地點高度347.8千米的橢圓軌道。
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343千米圓軌道。
空間飛行
2003年10月15日9時10分左右,飛船進入預定軌道。
2003年10月15日10時許,飛船進行環繞地球第一圈飛行。
2003年10月15日10時40分左右,飛船開始繞地球飛行第二圈。
神舟五號飛行期間,地面與航天員保持密切聯繫,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。
2003年10月15日15時54分,飛船啟動變軌程式。
2003年10月15日18時40分許,飛船運行到第七圈。
2003年10月15日19時58分,飛船運行到第八圈。
2003年10月15日21時31分,飛船進入第九圈。
2003年10月15日23時08分,飛船進入第十圈飛行。
2003年10月16日4時19分,飛船進入第十四圈飛行。
2003年10月16日5時35分,北京航天指揮控制中心成功向正在太空運行的神舟五號飛船傳送返回指令。
2003年10月16日5時36分,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,飛船制動火箭點火,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,飛船返回艙與推進艙成功分離,成功進入返回軌道。
返回著陸
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注入返回制動精確參數。飛船偏航調姿90度,軌道艙與飛船分離。再偏航調姿90度並制動進入返回軌道,在高度降為145千米時,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,下降至地面約1米左右時,著陸緩衝發動機點火工作。
2003年10月16日5時56分,飛船返回艙成功進入返回軌道並失去動力,按照升力控制技術向預定著陸場降落。
2003年10月16日6時04分,飛船再入大氣層,飛船處於“
黑障”階段。
2003年10月16日6時23分,飛船返回艙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4.8千米,返回艙完好無損。
2003年10月16日6時36分,地面搜尋人員找到了神舟五號飛船返回艙。首飛航天員楊利偉在飛行21小時23分後順利返回,自主出艙。
任務載荷
飛行任務
神舟五號飛船實現一人一天飛行,主要任務是考核飛船載人環境,獲取航天員空間生活環境和安全的有關數據,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。
神舟五號飛行任務由1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圈制動返回主著陸場。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。
搭載物品
神舟五號飛船搭載物品包括:一面具有特殊意義的中國國旗、一面
北京2008年奧運會會徽會旗、一面
聯合國旗幟、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。
技術創新
中國載人航天工程系統,為了確保首次載人飛行任務圓滿成功,工程總體在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,電子設備的可靠性增長試驗、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,人工控制功能仿真,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、脈衝噪聲、座椅提升和緩衝性能試驗及著陸衝擊試驗等。
文化特色
神舟五號的紀念郵票名為《
中國首次載人航天飛行成功》,於2003年10月16日由中國國家郵政局發行,郵票1套2枚,郵票名稱分別為:英姿(左)、凱旋(右),面值為80分和2元。
同時香港郵政局和澳門郵政局也發行了神舟五號紀念郵票。
總體評價
神舟五號載人航天飛行任務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里程碑。(國家航天局 評)
神舟五號的成功發射標誌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。(中國網 評)
神舟五號載人飛行任務的圓滿成功,標誌著中國成為世界上第三個獨立掌握載人航天技術的國家,實現了中華民族千年飛天的夢想,是中國航天史上的里程碑事件。(中國載人航天工程網 評)
中國首次載人航天飛行的成功,是中國改革開放和社會主義現代化建設的又一偉大成就,是中國高技術發展的又一里程碑,是中國人民自強不息的又一非凡壯舉。在黨中央正確領導下,充分發揮社會主義制度的優勢,自力更生、自主創新,大力協同、集智攻關,中國就一定能夠譜寫中國航天事業以及整個科技事業更加絢麗的篇章。(時任中央軍委主席江澤民 評)