載人航天發展戰略,發展歷程,神舟九號 中國首次載人交會對接,神舟八號飛船簡介,神舟七號載人航天飛行任務概況與技術創新,一、任務執行詳情,二、神舟七號任務的六大技術創新與突破,
載人航天發展戰略
中國載人航天的發展按“三步走”發展戰略實施:
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,在第一艘載人飛船發射成功後,突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術,並利用載人飛船技術改裝、發射一個空間實驗室,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。
神舟五號和神舟六號載人航天飛行任務的完滿成功,表明我國已經實現了“第一步”的戰略任務,突破了載人航天基本技術。神舟七號載人航天飛行任務的圓滿成功,表明我國掌握了航天員空間出艙活動關鍵技術,是“第二步”戰略任務的重要里程碑。後續任務將要突破空間交會對接關鍵技術,解決有一定規模、短期有人照料的空間套用問題,為實施“第三步”戰略任務做準備。主要目標就是要突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術,研製和發射8噸級規模的空間實驗室,逐步掌握空間站技術。初步計畫在2011年前後發射一個空間目標飛行器,就是空間實驗室,之後發射無人飛船,進行交會對接試驗。因此,要實現“三步走”發展戰略,還有許多關鍵技術需要突破,包括突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術,研製和發射空間實驗室,解決有一定規模的、短期有人照料的空間套用問題;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。
發展歷程
2013年6月我國組織實施了天宮一號與神舟十號載人飛行任務,此次任務的主要目的:一是發射神舟十號飛船,為天宮一號目標飛行器在軌運營提供人員和物資天地往返運輸服務,進一步考核交會對接技術和載人天地往返運輸系統的功能性能;二是進一步考核組合體對航天員生活、工作和健康的保障能力,以及航天員執行飛行任務的能力;三是進行航天員空間環境適應性和空間操作工效研究,開展空間科學實驗和太空飛行器在軌維修等試驗,首次開展我國航天員太空授課活動;四是進一步考核工程各系統執行飛行任務的功能、性能和系統間協調性。
2013年6月11日17時38分,神舟十號飛船載著3名航天員聶海勝、張曉光、王亞平在酒泉衛星發射中心,由長征二號F遙十運載火箭成功發射,準確進入軌道。
神舟十號飛船入軌後,經地面遠距離導引和自主控制飛行,於6月13日13時18分與天宮一號實現自動交會對接,16時17分,航天員順利進駐天宮一號。6月20日10時04分至52分,航天員王亞平在聶海勝、張曉光的配合下,為全國6000多萬中小學生進行了太空授課,航天員們分別進行了質量測量、單擺運動、陀螺、水膜和水球等實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象,並通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了互動交流。
6月23日8時26分,在張曉光和王亞平的密切配合下,指令張聶海勝手動控制神舟十號與天宮一號分離並撤離至天宮一號一定距離處,隨後,手動控制神舟十號飛船於10時07分再次與天宮一號成功對接,航天員再次進駐天宮一號。
6月25日7時05分,天宮一號與神舟十號組合體順利分離,神舟十號撤離至距天宮一號相對一定距離處。隨後,神舟十號按照預定程式進行變軌控制,從天宮一號上方繞飛至其後方,期間,在地面科技人員的精確控制下,神舟十號轉為正飛姿態,天宮一號轉為倒飛姿態。之後,地面控制神舟十號接近天宮一號,順利完成近距離交會。我國首次成功實施太空飛行器繞飛交會試驗,達到了預期效果。
6月26日7時19分,神舟十號飛船進入返回程式,返回艙於8時07分準確降落在預定區域。目前,天宮一號已恢復至長期運行軌道。神舟十號飛船在軌飛行期間,按預定計畫開展了一系列的空間科學實驗和技術試驗,3名航天員在軌工作和生活正常。
神舟九號 中國首次載人交會對接
2012年6月16日18時37分,神舟九號飛船承載著3名航天員在酒泉衛星發射中心,由長征二號F運載火箭成功發射,準確入軌。
神舟九號飛船入軌後,經地面遠距離導引和自主控制飛行,於6月18日14時14分,在距地面高度343千米的近圓軌道上,與天宮一號目標飛行器成功實現自動交會對接,形成組合體,18日17時07分,航天員景海鵬首次成功進駐天宮一號,隨後,劉旺、劉洋依次進駐。
6月24日11時12分,天宮一號與神舟九號組合體分離,神舟九號自動撤離至距天宮一號400米處。隨後,神舟九號逐漸接近天宮一號,至140米停泊點,神舟九號飛船轉由航天員手動控制。航天員劉旺操作平移和姿態手柄,在航天員景海鵬、劉洋的密切配合下,控制神舟九號飛船向天宮一號目標飛行器接近。12時55分,神舟九號與天宮一號成功對接,第二次形成組合體,航天員再次進入天宮一號。
組合體飛行期間,3名航天員在軌正常工作和生活,開展了一系列的空間科學實驗和技術試驗。
6月28日9時24分,航天員劉旺手動控制神舟九號飛船與天宮一號目標飛行器再次分離,並撤離至140米停泊點,飛船轉自主控制,繼續撤離至5公里外安全距離,並開展了重入自主控制至140米停泊點的交會飛行試驗。今天9時17分,飛船進入返回程式,於10時03分準確降落在預定區域。天宮一號目標飛行器已抬高運行軌道,最終將進入高度約370千米的長期運行軌道。
神舟八號飛船簡介
神舟八號飛船為改進型載人飛船,沿用返回艙、推進艙和軌道艙三艙結構,全長9米,艙段最大直徑2.8米,起飛質量8082千克。增加了微波雷達、雷射雷達、CCD敏感器等交會測量設備,以及主動式對接機構,具備自動和手動交會對接與分離功能。對接機構採用導向板內翻式的異體同構周邊式構型,對接後可形成0.8米的航天員轉移通道。
發射神舟八號飛船的長征二號F遙八火箭是在原長征二號F火箭基礎上,對助推器、控制系統、故障檢測處理系統等進行了改進,提高了可靠性和入軌精度。火箭全長約58米,起飛質量約497000千克,運載能力不小於8130千米。
神舟八號飛船返回的主著陸場位於內蒙古自治區蘇尼特右旗以西阿木古朗草原。
神舟七號載人航天飛行任務概況與技術創新
2008年9月25日至28日,我國順利實施了神舟七號載人航天飛行任務,完成了航天員出艙活動的偉大壯舉,譜寫了我國載人航天發展的新篇章。神舟七號載人航天飛行的圓滿成功,標誌著我國成為第三個獨立掌握航天員出艙活動關鍵技術的國家。
一、任務執行詳情
2008年9月25日21時10分:神舟七號飛船搭載三名航天員發射升空。21時30分:飛船正常入軌。22時07分:神七升空後第一次在軌和出艙活動空間環境預報——空間環境平靜,對飛船的在軌運行是安全的。23時19分:在神舟七號飛船飛行第二圈過程中,航天員翟志剛首次從飛船返回艙進入軌道艙開展工作。
9月26日4時04分:神舟七號飛船成功變軌,由橢圓軌道變成近圓軌道。10時20分:航天員開始組裝測試艙外航天服。21時47分:“飛天”和“海鷹”兩套艙外航天服均組裝完成。21時59分:航天員翟志剛與飛控中心試驗天地對話。22時25分,航天員開始穿個人裝備。23時36分:翟志剛著中國自主研發的“飛天”艙外航天服在太空首次亮相。
9月27日13時57分:返回艙艙門關閉,航天員開始進行出艙前準備工作。15時30分:艙外服氣密性檢查正常,氣壓閥檢查正常。15時48分:指控中心批准軌道艙開始泄壓。神七軌道艙開始進行第一次泄壓。14時:神七飛行任務總指揮部決定:翟志剛為出艙航天員,劉伯明在軌道艙支持配合翟志剛出艙,景海鵬值守返回艙。16時17分:神舟七號和北京飛控中心對話,飛船運行正常,航天員表示感覺良好,航天員吸氧排氮結束。16時22分:航天員穿好艙外航天服。16時24分:出艙活動重要步驟均已結束。航天員吸氧排氮、泄壓工作準備完畢。16時26分:軌道艙開始第二次泄壓,當艙內氣壓降至2千帕時可滿足航天員出艙條件。16時39分:在劉伯明、景海鵬的協助和配合下,中國神舟七號載人飛船航天員翟志剛順利出艙,實施中國首次空間出艙活動。16時48分,翟志剛在太空邁出第一步,中國人的第一次太空行走開始。16時58分:北京航天飛控中心發出指令:“神舟七號,返回到軌道艙”。16時59分:翟志剛進入軌道艙,並完全關閉軌道艙艙門,完成太空行走。15時01分:軌道艙關閉正常。19時24分:神舟七號飛船飛行到第31圈時,成功釋放伴飛小衛星。這是中國首次在太空飛行器上開展微小衛星伴隨飛行試驗。20時16分:伴飛衛星完成對神舟七號的20分鐘拍照,圖像十分清晰。21時45分:神舟七號上的三位航天員與家人進行天地通話。
9月28日11時06分,航天員換好艙內航天服。11時16分許,三名航天員穿艙內壓力服,做返回準備。返回控制數據將注入飛船。11時46分許,返回控制數據已注入飛船。12時51分許,神舟七號返回艙艙門關閉,神七返回階段開始。16時51分,北京飛控中心宣布飛船進入正常返回軌道。17時12分,推進艙和返回艙成功飛離。17時20分,神舟七號飛船飛入中國上空。17時20分許,返回艙降落傘打開。17時21分,飛船進入黑障區,與地面指控中心的通信暫時中斷。17時22分許,飛船進入主著陸場上空。17時24分許,飛船飛出黑障區。17時36分,神舟七號完成載人航天任務,返回艙順利著陸。18時22分許,航天員翟志剛成功出艙,18時23分許,航天員劉伯明、景海鵬成功出艙。
二、神舟七號任務的六大技術創新與突破
神舟七號載人航天飛行任務的主要目的是突破和掌握航天員出艙活動技術,與“神五”、神六”任務相比,技術上主要突破了載人飛船氣閘艙、艙外航天服和航天員地面訓練等關鍵技術。
一是氣閘艙與生活艙一體化設計技術。軌道艙進行了全新的設計,兼作航天員生活艙和出艙活動氣閘艙,增加了泄復壓控制功能、出艙活動空間支持功能、艙外航天服支持功能、出艙活動無線電通信功能、艙外活動照明和攝像功能、出艙活動準備期間的人工控制和顯示功能等。
二是出艙活動飛行程式設計技術。在出艙活動飛行程式設計上,考慮運行軌道、地面測控、能源平衡、姿態控制、空間環境適應性等多種約束條件,通過合理、最佳化配置飛船的資源,設計出具備在軌飛行支持出艙活動的程式平台。
三是中繼衛星數據終端系統設計及在軌試驗設計技術。神舟七號飛船裝載了我國中繼衛星系統的首個用戶數據終端系統,進行了國內首次天地數據中繼系統數據傳輸試驗。
四是航天產品國產化技術與套用。對部分關鍵器件、組件採用了國產化產品,對於促進航天科技,帶動我國相關科學技術進步,發展自主創新型科技具有重要意義。
五是載人飛船3人飛行能力設計與套用技術。按照3人人體代謝指標設計、配置了環境控制設備,提供可容納3名航天員生活和工作空間,設計了3人指揮、操作、協同關係程式。
六是伴飛衛星釋放支持及分離安全性設計技術。為伴飛衛星提供了釋放平台和釋放能力,解決了伴飛衛星釋放後對飛船的安全性影響問題。