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神舟一號
來源:互聯網

神舟一號,簡稱“神一”,是中華人民共和國載人航天計劃中發射的第一艘無人試驗飛船,是中國載人航天工程發射的第一艘飛船。

神舟一號于1999年11月20日凌晨6點30分在酒泉衛星發射中心發射升空,飛船在太空中飛行21小時11分后,于北京時間1999年11月21日凌晨3點41分順利降落在內蒙古自治區中部地區的著陸場。

神舟一號是中國實施載人航天工程的首次飛行試驗,標志著中國在載人航天飛行技術上有了重大突破,是中國航天史上的重要里程碑。同時,中國成為繼美、俄之后世界上第三個擁有載人航天技術的國家。

發展歷程

1992年9月21日,中國載人航天工程可行性論證報告被正式批復,中央決定中國載人航天工程正式啟動,工程代號“921”。作為中國空間科學實驗的重大戰略工程之一,中國載人航天工程最終確定了“三步走”的發展戰略,第一步叫載人飛船階段,第二步叫空間實驗室階段,第三步就建立自己的空間站

第一步載人飛船工程由七大系統組成,即航天員系統、飛船應用系統、載人飛船系統、運載火箭系統、發射場系統、測控通信系統、著陸場系統。

1995年12月,在經過充分論證的基礎上,決定在北京指揮所的基礎上,組建北京航天飛行控制中心。其主要任務是完成運載火箭和飛船的測控、遙測參數接收、飛船電視圖像接收和航天員通話,并對軌道艙留軌運行進行測控管理。在原有衛星測控通信網的基礎上,增加建設符合國際標準體制的、可進行國際聯網的S波段統一測控通信設備,形成新的陸海基載人航天測控網。

1998年5月,離我國首次飛船發射僅有1年5個月,北京航天飛行控制大樓終于竣工。

截止1999年11月20日,在中國第一次進行飛船試驗之前,北京飛控中心連一次真實的航天任務也沒有執行過。因此,從1998年12月開始,飛控中心應用飛船模擬仿真系統進行訓練,代替了真實的任務。就是用這種辦法檢驗設備,檢驗9個站、四艘船的配合,檢驗從發射到航天員安全返回的全過程。更是檢驗許多連一次真正的任務都沒有執行過年輕科技人員

系統組成

飛船系統

試驗飛船由推進艙、返回艙和軌道艙組成。軌道艙是航天員生活和工作的地方。返回艙是飛船的指揮控制中心,航天員乘坐其上天和返回地面。推進艙也稱動力艙,為飛船在軌飛行和返回時提供能源和動力。參加試驗任務的有結構與機構、熱控、電源、制導導航與控制、數據管理、推進、測控通信、回收著陸、環控生保等九個分系統。

飛船三艙總長8米,圓柱段直徑2.5米,錐段最大直徑2.8米,總質量為7755千克,返回艙采用普通圓傘和著陸緩沖發動機陸地軟著陸,主傘面積1200平方米,著陸速度不大于3.5米/秒。

火箭系統

發射神舟一號飛船的“長征二號系列運載火箭F”運載火箭,是中國為載人航天工程而研制的新型捆綁式大推力運載火箭。“長征二號F”火箭是在“長征二號E”火箭基礎上研制的以發射載人飛船為主要目的的運載火箭。“長征二號F”的主要構型為芯級捆綁四個助推器,芯一級、二級直徑3.35米,整流罩最大直徑3.8米,逃逸塔最大直徑為2米,全箭總長58.343米。采用常規推進劑,燃燒劑為偏二甲肼氧化劑四氧化二氮。火箭加注后質量約480噸。起飛推力600噸。

“長征二號F”火箭對箭體結構、動力裝置系統、控制系統、遙測系統等進一步提高可靠性,還增加了逃逸救生和故障檢測處理分系統等,以提高載人航天的安全性。

發射場系統

發射場系統是此次任務中一大技術亮點,神舟一號發射場在酒泉衛星發射中心建設,主要由技術區、發射區、試驗指揮區等組成。采用“在總裝廠房垂直總裝、垂直測試、箭船組合體在活動發射平臺上垂直整體運輸”及在測發樓對發射工位上的火箭進行遠距離(1.5千米)測試發控的全新發射模式。

測控通信系統

載人航天測控網是以S波段統一測控系統(采用國際標準體制)為主的陸海基測控網,可國際聯網。參加任務的有3個中心、11個地面站和4艘遠望號測量船。各中心、測控站(船)通過通信網有機結合、協調工作,共同完成對火箭和飛船的測控任務。中國新建符合國際標準體制的陸海基北京航天測控技術有限公司網,也首次投入使用。

火箭上升段的測控任務由東風、興縣渭南市青島站完成,東風指控中心指揮。運行段的測控任務由東風、渭南、青島、廈門市、喀什、卡拉奇和田縣南非HBK及4艘測量船完成,返回段由遠三、HBK、和田、東風副場站、主著陸場站完成,均由北京航天指控中心統一指揮,西安衛星測控中心作計算備份。

著陸場系統

神舟一號主著陸場位于中國內蒙中部二連浩特市以南阿木古朗草原,負責在飛船返回時的跟蹤、搜索和回收。參加搜索回收的設備有直升機和特種車輛。

航天員和飛船應用系統

航天員系統和飛船應用系統部分裝船產品參加本次任務開機工作,另一部分裝船產品不開機工作,但也將經受真實的空間環境和力學環境的考驗。

飛行過程

發射階段

1999年11月20日北京時間凌晨6時30分3.5秒,“長征二號F”運載火箭載著神舟一號試驗飛船在中國酒泉衛星發射中心發射。發射方位角為103.293。

火箭起飛后飛行111秒逃逸塔分離,123秒四個助推器分離,155秒一二級分離,197秒整流罩分離,454秒二級關機,569秒二級游機關機,572.5秒船箭分離后,飛船在青島市西南部海洋上空準確進入預定軌道。

發射段“長征二號F”運載火箭各級飛行正常,地面測控正確,北京中心入軌十分鐘后的計算結果表明,飛船準確進入預定軌道:軌道傾角為42.564度、近地點高度200.04千米、遠地點348.715千米,軌道周期5391.437秒。

運行階段

神舟一號入軌后,北京中心對飛船工況進行了監視,遙測數據表明,飛船建立軌道飛行姿態正確,太陽電池帆板展開正常并準確捕獲太陽,飛船工作正常。

飛船繞地球飛行第3圈時,北京中心計算并通過喀什站向飛船注入了試噴控制參數。飛船繞地球飛行第5圈經過太平洋遠二測量船上空時,飛船發動機試噴成功。北京中心根據試噴后的外測數據進行了控后軌道改進及返回參數和控制量計算。

飛船繞地球飛行第11圈時,神舟一號控制分系統根據發射段、試噴過程及前10圈對陀螺工程遙測參數的監視,確認陀螺工作正常,決定第15圈采用升力式返回。

神舟一號第13圈在經過渭南市青島市上空時,兩地面站進行返回控制數據注入沒有成功。北京中心根據實際情況,馬上通知在大西洋的遠三測量船,準備14圈飛船進入其測控區時進行數據注入。遠三測量船及時捕獲飛船并注入成功。

返回階段

神舟一號在軌運行至第14圈,于1999年11月21日凌晨2點53分在南大西洋遠三測量船上空準時進行第一次調姿,軌道艙與返回艙-推進艙聯合體分離;然后進行第二次調姿并點火制動成功,準確進入返回軌道,在巴基斯坦南部卡拉奇站上空140千米高度返回艙與推進艙分離,再入大氣層。

1999年11月21日3點20分左右,直升機目視發現目標,地面電掃雷達于3點24分發現目標。

在返回艙降至10~8千米高度時,降落傘打開,離地約1.2米時緩沖火箭點火,返回艙于3點41分正常軟著陸。地面搜索車輛在4點20分找到返回艙。實際落點距理論落點偏差12千米。

任務執行

神舟一號搭載物

(1)中華人民共和國國旗、香港特別行政區區旗、澳門特別行政區區旗、奧運會會旗等。香港特別行政區區旗當年12月31日夜的香港迎千禧盛典上交予香港特別行政區。搭載的五星紅旗于2000年1月1日在天安門廣場升起。而在“澳門回歸”中,航天人也送上了一份特殊的禮物——由神舟一號飛船搭載的澳門特別行政區區旗。1999年12月20日,在澳門回歸慶祝大會上,國務院副總理錢其琛鄭重地將這面旗幟交到時任澳門特別行政區行政長官何厚鏵[huá]手中。

(2)各種郵票及紀念封。

(3)農作物種子包括各10克左右的青椒、香瓜、番茄、西瓜、豇豆青蘿卜等品種;還有甘草、板藍等中藥材,此外,還搭載了有利于心血管疾病藥物開發的Monascus生物活性菌株。

(4)神舟一號飛船座艙內放置有一個高1.70米左右、身著航天服的男性模擬人。這個模擬人是一個感應器,用于收集返回艙在太空中的溫度、濕度、氧氣等各種試驗數據。

創新技術

飛船制導控制系統

神舟飛船一號中國載人航天工程首飛任務圓滿成功,作為載人飛船系統乃至整個載人航天工程中最復雜、最關鍵、研制難度最高的分系統之一,飛船GNC系統通過了飛行實踐的檢驗。

遠距離測試發射

神舟一號發射首次采用了在技術廠房對飛船、火箭聯合體垂直總裝與測試,整體垂直運輸至發射場,進行遠距離測試發射控制的新模式。

陸海基航天測控網

本次發射,中國在原有的航天測控網基礎上新建的符合國際標準體制的陸海基航天測控網,首次投入使用。飛船在軌運行期間,地面測控系統和分布于公海的4艘“遠望號”測量船。對其進行了跟蹤與測控,成功進行了一系列科學試驗。

所獲榮譽

2000年11月,神舟一號試驗飛船及其相關技術榮獲中華人民共和國國防科技工業委員會頒發的兩項“國防科學技術一等獎”。

意義

神舟飛船一號成功發射與回收后,中共中央、國務院、中央軍委致電表示祝賀。我國載人航天工程從1992年開始實施。飛行試驗獲得圓滿成功,使我國發展載人航天事業邁出了重要一步。

神舟一號飛行試驗成功驗證了飛船關鍵技術和系統設計的正確性, 考核了飛船系統的艙段分離技術、調姿制動技術、升力控制技術、防熱技術和回收著陸技術等五大關鍵技術的可靠性,是中國航天史上又一次“零”的突破。

神舟飛船一號是中國載人航天工程的首次飛行,標志著我國載人航天技術獲得了重大突破,為實施載人航天工程后續任務奠定了重要基礎。

參考資料 >

神舟一號飛船概述.中國載人航天工程.2023-11-20

神舟一號飛船發射過程.中國載人航天工程.2023-11-21

“神舟一號”,夢開始的地方!.光明網.2023-11-21

科技日報:披荊斬棘三十載,長駐九天耀星辰.中國載人航天工程.2025-08-18

百年瞬間丨我國第一艘無人試驗飛船“神舟一號”發射成功.陜西網絡廣播電視臺.2023-11-21

總師講述新中國載人航天的第一次.中國載人航天工程.2023-11-21

鏗鏘起步,四年創造驚人奇跡.中國科學院.2023-11-21

神舟一號:橫空出世.中國載人航天工程.2023-11-21

好神奇,出乎意料!神舟系列飛船上做過哪些試驗?它帶過哪些物品上過天?.騰訊網.2023-11-21

回眸丨神舟一號出征,可上九天攬月.騰訊網.2023-11-21

11月20日,中國人送飛船上天!神舟一號任務今天20年了.國家國防科技工業局.2023-11-21

405.生物谷.2023-11-21

從神舟一號到神舟五號.新浪網.2023-11-21

“神舟”“天舟”“天宮”的“最強大腦”由他們打造.澎湃新聞.2023-11-21

“神舟一號”:實現天地往返重大突破.中華人民共和國國務院新聞辦公室.2023-11-21

“神舟”號宇宙飛船獲國防科學技術一等獎.新浪科技.2023-11-22

星辰大海 神舟領航.中國載人航天工程.2023-11-21

神舟一號.中國載人航天工程.2023-11-21

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