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來源：互聯網

神舟三號（簡稱：神三，英文名：Shenzhou-3）是中國空間技術研究院和上海航天技術研究院聯合研制的一艘無人試驗飛船，除沒有搭載航天員外，其技術狀態與載人狀態完全一致。飛船由軌道艙、返回艙、推進艙和附加段組成。與神舟二號飛船相比，主要是增加了逃逸和應急救生功能，使飛船具備待發段和上升段應急救生功能，完善了備份傘子系統，運載火箭具備故障檢測和逃逸功能，控制分系統采用了冗余技術。

神舟三號于2002年3月25日在酒泉衛星發射中心發射升空的，經過7天的飛行試驗，裝載有科學技術實驗儀器和設備的返回艙于4月1日返回地面。軌道艙在太空留軌運行180多天，共環繞地球飛行2821圈。飛船自主飛行期間，空間應用系統主要進行了材料科學和生命科學試驗，同時穿插進行部分光學遙感在軌測試試驗及地球環境探測和空間環境高層大氣監測儀器的試驗任務。留軌期間，主要進行中分辨率成像光譜儀、卷云探測儀和地球環境探測設備的光學遙感對地探測試驗，并進行空間環境高層大氣監測試驗。飛船上裝有的人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備以及形體假人，能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動參數。

神舟三號發射成功標志著中國載人航天工程取得了新的重要進展，為把中國的航天員送上太空打下了堅實的基礎。

歷史背景

1986年，鄧小平批準實施“863”計劃，計劃以載人飛船開始起步，最終建成中國的空間站。1992年，中國載人航天工程正式立項，并確定按照“三步走”的戰略實施。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，開展空間應用實驗；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應用問題；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應用問題。

1999年11月20日，中國自主研制的第一艘試驗飛船神舟一號發射成功，經過21小時11分的太空飛行順利返回地球。中國載人航天工程首次飛行試驗取得成功。2001年1月10日，神舟二號飛船無人飛船發射升空，按照預定軌道在太空飛行近7天、環繞地球108圈后返回。這是21世紀全世界第一次航天發射，標志著中國載人航天事業取得了新進展，向實現載人航天飛行邁出了可喜的一步。

主要任務

一是繼續考核飛船的在軌技術和返回技術。神舟一號、神舟二號飛船相繼發射成功后，通過工程技術人員認真總結經驗，對存在的薄弱環節，采取種種技術措施予以解決，研制出性能更好、可靠性更高的神舟三號飛船。神舟三號飛行試驗的任務之一就是利用這一經過改進的飛船，繼續考核在軌技術和返回技術。神舟三號飛船在7天的在軌運行期間，各分系統工作正常，在軌技術成功地通過了考核。在神舟三號返回過程中，調姿正常，軌道艙和推進艙順利分離，返回艙的升力控制和防熱達到預期效果，開傘和著陸正常，著陸點精度滿足設計要求，實現了正常運行、圓滿回收的要求。

二是考驗環控、生保和航天員系統。在神舟三號飛船的軌道艙和返回艙里裝有擬人載荷系統，可以模擬航天員在太空生活中的呼吸心跳、話音、耗氧、產生熱量等多種重要生理參數和生理效應，并隨時受到飛船上有關系系統和地面指揮控制中心的監控。這方面試驗取得的成功，為航天員上天后順利實施環境控制和生命保障、航天員地面之間的通話、航天員的醫學監督和醫學保障奠定了基礎。

三是考驗逃逸救生系統。神舟飛船在發射臺上的待發射段和發射段，一旦遇到危及航天員生命安全的嚴重故障時，該系統用來使航天員脫離危險，并使航天員乘返回艙安全降落在地面。當需要逃逸時，逃逸發動機點火，將飛船送往安全位置。飛船救生系統在接到火箭發出的逃逸命令后，進行一系列的逃逸救生準備工作，然后返回艙按預定的時間，完成一系列應急返回控制和開傘、著陸的動作，使航天員乘返回艙安全返回地面。

系統組成

飛船系統

飛船設計

神舟三號飛船由軌道艙、返回艙、推進艙和附加段組成。軌道艙位于飛船的上部，是供有效載荷試驗及在軌運行時航天員工作、休息的場所，艙外有一對由4塊太陽帆板組成的太陽電池陣。返回艙位于中間，是航天員的座艙，外層為燒蝕式防熱結構。推進艙最大直徑2.8米，內裝有飛船的推進系統和電源設備等，艙外裝有一對由8塊太陽帆板組成的主太陽電池陣。在軌運行階段，主太陽電池陣繞飛船轉動，使太陽電池陣始終對準太陽，從而產生電能供飛船在軌運行。在返回艙返回地面后，軌道艙繼續留在軌道上運行進行科學實驗。

搭載物品

神舟三號飛船裝載10項44臺有效載荷設備，其中返回艙13件，軌道艙11件，附加段20件，包括：卷云探測儀、中分辨率成像光譜儀、地球輻射收支儀、太陽紫外線光譜監視儀器、太陽常數監測器、大氣密度探測器、大氣成分探測器、飛船軌道艙窗口組件、細胞生物反應器、多任務位空間晶體生長爐、空間蛋白質結晶裝置、固體徑跡探測器、微重力測量儀、有效載荷公用設備等。

除此之外，神舟三號飛船還搭載有處于休眠狀態的烏雞蛋；楊梅、冷被石竹草、苜蓿草、食用葛等植物種子；由30多名書法家和10多位航天專家簽名的“騰飛中華龍”巨幅國畫；一批由未來航天員簽名的郵品和紀念品；國家郵政局搭載的“申奧成功”郵票三連版張及“神舟”飛船郵票大小版張等集郵品；“神舟”三號研制人員集體簽名的橫幅等。?

技術變化

與神舟二號飛船相比，神舟三號主要是增加了逃逸和應急救生功能。飛船具備待發段和上升段應急救生功能，完善了備份傘子系統；運載火箭具備了故障檢測和逃逸功能，控制分系統采用了冗余技術。

這次發射，首次進行了逃逸系統試驗。它是為載人飛行時，在火箭發射和升空時萬一出現意外故障的緊急情況下，由運載火箭的逃逸系統將飛船帶離危險區，確保航天員安全的應急救生系統。在載人航天發射場和飛船上，也都有航天員應急救生系統。它體現了載人航天的飛行方案，以人的安全性為基點的設計思想。

航天員系統

神舟三號飛船雖然沒有載人，但在飛船中安裝了形體假人及人體代謝模擬裝置、醫監設備和艙內輻射環境監測設備等，并進行了相應試驗。飛船上裝有的人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備以及形體假人，能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動參數。

在為期7天的神舟三號飛船飛行試驗中，人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備和形體假人，所提供的生理信號和代謝指標正常，驗證了與載人航天直接相關的座艙內環境控制和生命保障系統能夠滿足載人的醫學要求。

運載火箭系統

神舟三號采用新型長征二號F捆綁式火箭，這次發射，是長征系列運載火箭的第59次飛行（一說66次）。長征二號F運載火箭是在長征二號捆綁式運載火箭的基礎上，按照發射載人飛船的要求，以提高可靠性確保安全性為目標研制的運載火箭。火箭由四個液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成。火箭全長58.3米，有箭體結構、控制系統、動力裝置、故障檢測處理系統、逃逸系統、遙測系統、外測安全系統、推進劑利用系統、附加系統、地面設備等十個分系統組成，為兼顧衛星的發射，保留了有效載荷調姿定向系統的接口和安裝位置。故障檢測處理系統和逃逸系統是為確保航天員的安全而增加的，其作用是在飛船入軌前，監測運載火箭狀態，若發生重大故障，使載有航天員的飛船安全地脫離危險區。

飛船應用系統

神舟三號飛船自主飛行期間，空間應用系統主要進行材料科學和生命科學試驗，同時穿插進行部分光學遙感在軌測試試驗及地球環境探測和空間環境高層大氣監測儀器的試驗任務。留軌期間主要進行中分辨率成像光譜儀、卷云探測儀和地球環境探測設備的光學遙感對地探測試驗，并進行空間環境高層大氣監測試驗。

中分辨率成像光譜儀試驗

在神舟三號飛船上安裝的中分辨率成象光譜儀是當時中國最新研制的空間遙感器，采用雙面擺鏡掃描、雙光學系統、棱鏡分束直接耦合、光柵分光、紅外焦平面集成組件、斯特林制冷的技術方案，和國際上相同設備比，具有質量、體積、功耗小等自身特點和先進性。中分辨率成像光譜儀在軌試驗的目的是考核先進的成像光譜技術、紅外焦平面技術和機械制冷等關鍵技術，對儀器的性能進行檢驗，為今后研制長壽命空間儀器積累經驗。同時進行初步應用。這臺儀器是繼美國1999年發射的MODIS-N90（EOS衛星）之后第二臺進入空間的中分辨率成像光譜儀。

地球環境監測試驗

在神舟三號飛船上安裝了地球輻射收支儀、太陽紫外光譜監視器、太陽常數監測器三套探測設備，主要科學目標是通過定量監測太陽常數與太陽紫外光譜絕對輻照度，定量監測地球對太陽短波輻射的反輻射和地氣系統自身的長波熱輻射以及定量監測大氣臭氧總濃度分布及其垂直結構變化等，進行全球環境變化的監測，開展地球系統科學研究。通過地面模擬和數據分析，對探測結果進行初步評估，爭取使中國相應的探測手段達到與國際同類探測絕對精度可比對的水平，為有關研究工作進入世界先進行列提供機會。

空間材料科學實驗

在神舟三號飛船上，研究人員進行了多種材料的空間晶體生長和制備以及工藝方法的探索研究。如用于制造微波器件、微波集成電路和超高速集成電路關鍵電子材料的銻化鎵晶體；用于制造紅外探測器基底材料的碲鋅鎘晶體；用于光信息存儲功能材料的氧化物激光晶體硅酸鉍，以及其它在航空、航天領域具有重要應用前景的新型合金材料。對于這些空間材料的研究，有助于加深對材料制備過程物理本質的認識，指導和改進地面材料的制備工藝，具有潛在的重大經濟效益。

空間生命科學

在神舟三號飛船上進行的空間生命科學研究，包括蛋白質和其他大分子的空間晶體生長實驗以及生物細胞培養實驗。

利用空間蛋白質結晶裝置，進行蛋白質和其他生物大分子的空間晶體生長實驗。神舟三號飛船上裝載有中國自行研制的第二代空間蛋白質結晶裝置，具有兩種不同的蛋白質結晶方法和雙溫控特點，所選用的16種蛋白質大部分是利用中國現有的生物資源制備得到的。經過飛行實驗，研究人員在空間微重力環境中獲得了結構完整的蛋白質晶體樣品，這將有利于研究蛋白質結構與其特殊功能信息的關系。這些研究成果對于獲取以至生產高純、高效的生物制品和進行生物藥品研制具有重要意義。

利用細胞生物反應器，在微重力條件下，進行生物細胞培養實驗。在生物細胞培養實驗方面，研究人員對具有制藥前景的動植物細胞的空間培養方法，以及微重力對細胞生長增殖代謝合成和分泌生物活性物質等方面進行了研究。用于本次實驗的4個細胞樣品中有兩個樣品可產生抗天花粉蛋白抗體和抗衣原體類性病的抗體。

測控通信系統

神舟三號飛船在軌運行期間，在北京航天飛行控制中心的統一計劃和調度下，由西安衛星測控中心有關測控站和四艘“遠望號”遠洋航天測量船，對神舟三號飛船進行持續跟蹤、測量與控制。

北京航天指揮控制中心主要擔負著試驗飛船遙測數據接收、處理和顯示，遙控指令和數據注入實施、軌道計算和確定，飛船返回控制監視和搜救指揮以及留軌艙的長期管理等任務。

遠望號測量船船隊擔負著神舟三號飛船的入軌段、運行段和返回段的海上測控任務，要完成大量數據指令的發送工作。在對飛船實施測控的過程中，遠望一號測量船、二號、四號和三號遠洋航天測量船同時分布在太平洋、印度洋和大西洋的指定海域，除遠望一號，其它三艘測量船的任務海域都在緯度相對較高的南半球。那里的海況在南半球的春夏季節要好一些，秋冬季節則極為惡劣，尤其是在冬季，不要說在海上執行航天測控任務，就是正常航行都難保安全。為此，“神舟飛船”號飛船的發射要盡量避免安排在南半球的冬季。

發射場系統

酒泉衛星發射中心在此次飛行前，對載人航天發射場進行了相應的技術改造，提高了飛船發射的安全性、可靠性和適應性。

在神舟三號飛船發射中，酒泉衛星發射中心首次將航天發射場推進劑廢氣處理系統投入使用，實現了飛船干干凈凈升空。這套系統將火箭推進劑加注時產生的廢氣輸送到凈化裝置中，與燃燒劑進行混合燃燒，使有毒廢氣得到凈化。經國家環保部門對凈化后的推進劑廢氣進行鑒定，有害成分含量均小于國家規定的排放標準，對大氣環境不造成污染。酒泉衛星發射中心研制的這套推進劑廢氣處理系統，工藝及技術具有創新性和先進性，達到了國際先進水平，并且比引進國外的技術和設備節約經費數千萬元。

著陸場系統

神舟三號著陸場位于內蒙古自治區中部地區，由4架直升機和數十輛新型測控設備車和搜索車負責對飛船返回艙進行空中和地面搜救工作。

任務經過

2002年3月25日22時15分，神舟三號飛船在酒泉衛星發射中心使用長征二號系列運載火箭F運載火箭發射升空。

2002年3月29日，在北京航天指揮控制中心的統一指揮調度下，神舟三號飛船首次啟動船載小動量發動機，進行高精度的軌道維持，為今后順利實施返回計劃創造有利條件。

2002年4月1日16時3分，當神舟三號飛船環繞地球飛行第107圈到達南大西洋上空時，遠望3號測量船船向其發出了返回指令。飛船接受指令后，即由飛行姿態調整為返回姿態，返回艙與軌道艙分離，隨即制動發動機點火，推動返回艙穿越大氣層。

2002年4月1日16時51分，神舟三號飛船準確降落在內蒙古自治區中部地區，中國載人航天第三次飛行試驗獲得圓滿成功。

科學成果

在神舟三號飛船上進行的空間生命科學研究，包括蛋白質和其他大分子的空間晶體生長實驗及生物細胞培養實驗。研究人員在空間微重力環境中獲得了結構完整的蛋白質晶體樣品，有利于研究蛋白質結構與其特殊功能信息的關系。這些研究成果對于獲取以至生產高純、高效的生物制品和進行生物藥品設計具有重要意義。生物細胞培養實驗方面，用于本次實驗的四個細胞樣品中有兩個樣品可產生抗天花粉蛋白抗體和抗衣原體類性病的抗體。

媒體評價

神舟三號飛船的成功發射和返回，表明中國載人航天工程技術日臻成熟，為最終實現載人飛行打下了堅實基礎；同時也表明中國利用飛船開展空間科學研究和空間資源開發進入了新的發展階段，對促進中國科學技術發展和國民經濟建設有著重要的意義。——新華網

神舟三號無人飛船在軌飛行期間，各分系統和有效載荷性能穩定，運行良好，取得了大量寶貴的飛行試驗和科學實驗數據，圓滿完成了預定試驗任務。其中，飛船擬人載荷提供的生理信號和代謝指標正常，驗證了與載人航天直接相關的座艙內環境控制和生命保障系統，完全滿足載人的醫學要求。——中國新聞社

神舟三號成功發射，意味著中國在載人航天工程方面又向前跨了一步。——美國有線廣播網

參考資料 >

Shenzhou-3 Spacecraft Launches Successfully on Mar 25, 2002.State-owned Assets Supervision and Administration Commission of the State Council.2023-04-03

神舟三號飛船概述.中國載人航天工程.2023-03-05

我國成功發射“神舟三號”“神舟四號”無人飛船.央視網.2023-04-19

神舟三號飛船.國家發展門戶網.2023-04-04

神舟三號飛船發射成功并進入預定軌道.中國載人航天工程.2023-03-05

2002年3月25日神舟三號飛船發射成功并進入預定軌道.國際科技創新中心.2023-04-04

神舟三號.中國載人航天工程.2023-03-29

載人航天揚國威——訪中國載人航天工程總設計師周建平.中國共產黨新聞網.2023-03-18

探尋中國空間站建造之路 “太空家園”即將三艙合一.中華人民共和國國防部.2023-03-18

新聞背景:中國“神舟”飛船無人飛行試驗歷程.新浪新聞.2023-03-28

神舟三號上的科學實驗.央視網.2023-04-05

神舟三號飛船概述.中國科學院.2023-03-21

搭載“神舟”三號的“乘客”揭開神秘面紗.中國臺灣網.2023-03-30