大国航天:载人·火箭
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第2节 神舟空间载人飞船

神舟空间载人飞船作为中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载人飞船,采用的是“三舱一段”式结构——由轨道舱、返回舱、推进舱及其附加段构成。

轨道舱位于飞船前端,是航天员在轨飞行期间集工作、睡觉、用餐、盥洗等诸多功能于一体的“生活起居室”和“工作间”,也是飞船的“货舱”。其外形是两端带有锥角的圆柱体,且两侧装有太阳能电池阵、太阳敏感器和各种天线及各种对接机构。当航天员返回地面时,轨道舱会分离出去,这不仅有利于返回舱轻装上路,而且可以实现轨道舱的留轨利用功能。

返回舱位于飞船的中部,是飞船的指挥控制中心,也是航天员的座舱。它是密闭结构,前端设有供航天员进出轨道舱的舱门,是载人飞船唯一可以载入大气层并返回着陆的舱段。

推进舱也叫作动力舱,位于飞船的后部,形状像一个圆筒,主要为飞船的姿态控制、变轨和制动等提供能源和动力。

神舟载人飞船“三舱一段”式结构示意图

附加段也叫作过渡段,是飞船的扩展件,主要用于神舟飞船与其他航天器交会对接前的测试和验证,也可以放置相关仪器进行空间勘探工作。从神舟七号开始,它被正式交会对接机构替代。

这样的结构便于储存航天员执行任务时所需的物资、控制返回舱的质量、降低返回舱回收与着陆的风险,同时有效实现轨道舱留轨利用功能,但这大大提升了逃逸塔的研制难度。考虑到我国载人航天任务的多项需求,科研人员夜以继日、披荆斩棘,最终攻克了这一技术难题,确定了神舟载人飞船的最优设计方案,并实现了轨道舱可留轨利用这一具有中国特色的功能。

神舟空间载人飞船的起点颇高,其轨道舱具备留轨利用能力,并可一舱多用,在我国载人航天工程的发展中担任过许多非常重要的角色:

◆ 配重空舱

神舟一号的轨道舱在此次发射任务中仅起到配重作用。

◆ 空间科学实验与技术试验舱

从神舟二号到神舟六号,轨道舱都作为留轨舱使用,在完成发射任务后,继续留在轨道上飞行。

◆ 生活舱+工作舱+货物舱

从神舟六号开始,轨道舱不仅是航天员开展科学实验与技术试验的“实验室”,同时成为航天员执行任务期间的“生活起居室”。除此之外,轨道舱还能用作货物舱,储存执行任务过程中必备的物资,在任务结束后离轨,遂销毁于大气层。

◆ 气闸舱

神舟七号的轨道舱在保证航天员工作、生活和储存物资的前提下,根据任务需求又被临时征用为气闸舱,用于常压到真空的气体压力过渡。将航天员生活的轨道舱改成气闸舱,“一舱两用”,是我国航天技术的独创之举。

◆ 交会对接载体

从神舟八号开始,中国载人航天进入空间实验室与空间站时代,载人飞船轨道舱的各项职能逐步被淡化,转变为载人飞船与空间站的交会对接载体。

在此后的十几次神舟发射任务中,最终确定的“三舱一段”式设计方案被证实为一个确保安全、可靠,同时能够高效完成我国载人飞船工程四项基本任务的优质方案。

中国载人飞船工程四项基本任务:

1.突破载人航天基本技术;

2.进行空间对地观测、空间科学和技术试验;

3.提供初期的天地往返运输器;

4.为载人空间站工程大系统积累经验。