載人宇宙飛船

載人宇宙飛船（manned spaceship），能保障太空人在太空生活和工作以執行航天任務並安全返回地面的太空飛行器。

基本介紹

• 中文名：載人宇宙飛船
• 外文名：manned spaceship
• 目的：保障太空人在太空短期駐留
• 屬性：載人太空飛行器
• 目標：以執行航天任務並安全返回地面
• 典型："東方"1號宇宙飛船
• 對接目標：空間實驗室或空間站

目前研發飛船

蘇聯/俄羅斯：東方號、上升號、聯盟號、進步號（貨運飛船）、羅斯號（即聯邦號載人飛船）

美國：水星號、雙子星座號、阿波羅號、MPCV（獵戶座）【註：太空梭不算計在內】

中國：神舟號、天舟號（貨運飛船）、多用途載人飛船（分為14噸級和20噸級兩個版本）。

結構

它由兩個艙組成，上面的是密封載人艙，又稱航天員座艙。這是一個直徑為2.3米的球體。艙內設有能保障航天員生活的供水、供氣的生命保障系統，以及控制飛船姿態的姿態控制系統、測量飛船飛行軌道的信標系統、著陸用的降落傘回收系統和應急救生用的彈射座椅系統。另一個艙是設備艙，它長3.1米，直徑為2.58米。設備艙內有使載人艙脫離飛行軌道而返回地面的制動火箭系統，供應電能的電池、儲氣的氣瓶、噴嘴等系統。“東方”1號宇宙飛船總質量約為4700千克。它和運載火箭都是一次性的，只能執行一次任務。

作用

麻雀雖小，五臟俱全。宇宙飛船與返回式衛星有相似之處，但要載人，故增加了許多特設系統，以滿足太空人在太空工作和生活的多種需要。例如，用於空氣更新、廢水處理和再生、通風、溫度和濕度控制等的環境控制和生命保障系統、報話通信系統、儀表和照明系統、航天服、載人機動裝置和逃逸生系統等。

當然，掌握太空飛行器再入大氣層和安全返回技術也至關重要。尤其是宇宙飛船，除了要使飛船在返回過程中的制動過載限制在人的耐受範圍內，還應使其落點精度比返回式衛星要高，從而及時發現和營救太空人。前蘇聯載人宇宙飛船就曾因落點精度差，結果使太空人困在了冰天雪地的森林中差點被凍死。目前，掌握太空飛行器返回技術的國家只有美國、俄羅斯和中國。人上天有三個條件，除要研製出載人太空飛行器外，還必須擁有運載力大、可靠性高的運載工具；應弄清高空環境和飛行環境對人體的影響，並找到有效的防護措施。

天高任船飛。未來的宇宙飛船將朝三個方向發展：有多種功能和用途；返回落點的控制精度提高到百米級的範圍以內；返回地面的座艙經適當修理後可重複使用。

載人宇宙飛船是一種能保障太空人在太空生活和工作以執行航天任務並安全返回地面的太空飛行器。我國研製的載人宇宙飛船的主要用途是進行近地軌道飛行，試驗載人航天技術；考察軌道上失重和空間輻射等因素對人體的影響，發展航天醫學；對地球資源進行勘測，為經濟建設提供資料。

我國研製的“神舟”號載人宇宙飛船，由乘員返回座艙、軌道艙、服務艙和應急裝置等部分組成。返回座艙是飛船的核心部位，它是飛船上升和返回過程中太空人乘坐的艙段，也是整個船的控制中心。不僅要求和其他艙段一樣能承受起飛、上升和軌道運行階段的各種應力和環境條件，而且還要求能經受再入大氣層和返回地面階段的減速過載和氣動加熱。軌道艙是太空人在軌道上的工作場所，裡面裝有各種實驗儀器和設備。服務艙安裝推進系統、電源和氣源等設備，對飛船起服務保障作用。應急救生裝置保障能在應急情況下使太空人安全返回地面。

此外，載人宇宙飛船還採取如下措施以解決一些特殊問題。一是環境控制措施，主要作用是調節艙內和航天服內的溫度、濕度和壓力，保證太空人所需的氧氣量、通風量、用水量，並吸收和處理廢物。二是人工控制措施，主要是在自動系統失靈的情況下，由人參與操作和控制飛船，處理應急狀態下的一些情況，免生意外。三是安全返回措施，主要是確保太空人安全返回。這除了設定可靠的防熱保護層保證返回艙不致被燒毀外，還要使返回過程中的制動過載裝置非常有效，以保證太空人的身體能夠承受；同時還要提高落點精度，以便及時發現太空人。四是高可靠性措施，主要是力爭萬無一失。為此，在把太空人送入太空之前，飛船各系統和設備均要進行可靠設計，關鍵部件採用雙備份或三備份，飛船須在嚴格的環境條件下進行地面測試，並進行模擬飛行試驗。

各國飛船

美國

美國航天局日前(NASA)公布了一款最新研製的多用途載人飛船(MPCV)，設計是以“獵戶座”太空飛行器的原型為基礎，將作為未來美國太空人進入外太空的全新運輸系統，可同時攜載4名太空人前往火星。

最新研製的多用途載人飛船（MPCV）

底部寬約5米，重量約23噸，可同時攜載4位太空人。

為了進行測試，研究人員在丹佛南部的瓦特頓大峽谷特別建造了測試區。雖然多用途載人飛船的最終目標是火星，但是短期內美國國家宇航局還有其他的計畫，比如首先使用它來支持國際空間站的一些任務。

俄羅斯

“羅斯”號載人宇宙飛船是俄羅斯專家正在研製的新型載人宇宙飛船。如果研製成功後可以多次使用並能夠將太空人送往月球，而且這種飛船可以多次重複使用。新一代羅斯號載人飛船設計草圖將於 2010年中期提交至俄羅斯聯邦航天署，飛船將於2017年首次升空，從2018年起飛船將開始正式啟用。

俄羅斯聯邦航天署載人航天項目主管克拉斯諾夫2009年4月曾表示，羅斯號載人飛船將能夠同時把6名太空人送至低地球軌道，或者把4名太空人送至近月軌道。同時，飛船返回地面時貨物裝載能力也將有所加強，將能夠攜帶500公斤的貨物，而目前（2009年）的俄“聯盟”號載人飛船返航時僅能攜帶250公斤的貨物。

蘇聯

東方1號宇宙飛船，它由乘員艙和設備艙及末級火箭組成，總重6.17噸，長7.35米。 乘員艙呈球形，直徑2.3米，重2.4噸，外側覆蓋有耐高溫材料，能承受再入大氣層時因摩擦產生的攝氏5000℃左右的高溫。乘員艙只能載一人，有三個艙口，一個是太空人出入艙口，另一個是與設備艙連線的艙口，再一個是返回時乘降落傘的艙口，太空人可通過舷窗觀察或拍攝艙外情景。太空人的座椅裝有彈射裝置，在發生意外事故時可緊急彈出脫險。同時在飛船下降到距離地面7000米的地方，太空人連同座椅一起彈出艙外，並張開降落傘下降，在達到4000米高度時，太空人與座椅分離，隻身乘降落傘返回地面。設備艙為頂錐圓筒形，長2.25米，重2.27噸，在飛船返回大氣層之前，與乘員分離，棄留太空成為無用之物。東方1號宇宙飛船打開了人類通往太空的道路。

中國

神舟七號及後續任務

2008年9月25日，我國第三艘載人飛船神舟七號成功發射，三名航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬順利升空。

27日，翟志剛身著我國研製的“飛天”艙外航天服，在身著俄羅斯“海鷹”艙外航天服的劉伯明的輔助下，進行了19分35秒的出艙活動。中國隨之成為世界上第三個掌握空間出艙活動技術的國家。 2008年9月28日傍晚時分，神舟七號飛船在順利完成空間出艙活動和一系列空間科學試驗任務後，成功降落在內蒙古中部阿木古朗草原上。

2011年底，天宮一號和神舟八號執行了中國首次無人交會對接任務，（從神舟八號起，軌道艙前增加了主動交會對接機構，可與其他太空飛行器進行空間交會對接。）中國由此而成為世界上第三個獨立掌握空間交會對接技術的國家，此後，神舟九號和神舟十號飛船先後與天宮一號目標飛行器進行自動和手控空間交會對接任務，其中，神舟十號航天員還在天宮一號艙內完成了世界上第二次太空授課。

目前中國正在開發新一代多用途載人飛船，其外形類似於美國正在研製的獵戶座飛船，可重複使用，成員人數從三人增加到了六人，可執行載人深空探測任務。它的縮小版返回艙已於2016年6月25日搭乘長征七號運載火箭點火升空，於26日下午在甘肅酒泉衛星發射中心附近的東風著陸場按預定程式準時著陸。

此外，中國已在2016年九月十五日當晚發射天宮二號空間實驗室，並在十月十七日發射神舟十一號飛船與其對接，來進行航天員在軌中期駐留的實驗。中國還在2017年4月20日晚上使用長征七號遙二火箭發射天舟一號貨運飛船，並於22號當天與天宮二號進行交會對接，開展推進劑在軌補加試驗，預計在2020年前後建成中國人自己的空間站，在2024年國際空間站退役時，中國的天宮號空間站將成為世界上唯一一個仍在軌運行的空間站。