[科普中国]-神舟一号飞船

简介

1999年11月20日，地面指挥中心向飞船发出返回指令，神舟一号飞船于北京时间凌晨6点30分发射。同年11月21日凌晨3点41分顺利降落在内蒙古中部地区的着陆场。飞船在太空中共飞行了21个小时。

它是中国载人航天工程的首次飞行，标志着中国在载人航天飞行技术上有了重大突破，是中国航天史上的一座里程碑。

神舟一号飞船于1999年11月20日6时30分在酒泉卫星发射中心由新型长征运载火箭发射升空，次日凌晨3时41分在内蒙古自治区中部地区成功着陆。

作为中国航天史上的又一里程碑，神舟一号试验飞船的成功发射与回收，标志着我国载人航天技术获得了新的重大突破。中共中央、国务院、中央军委致电表示祝贺。中国载人航天工程从1992年开始实施。飞行试验获得圆满成功，使中国发展载人航天事业迈出了重要一步。

发射历程基本信息发射时间：

1999年11月20日6时30分7秒

发射火箭：

新型长征号F捆绑式火箭，这次发射，是长征系列运载火箭的第59次飞行，也是最近3年连续17次获得成功。

飞船进入轨道所需飞行时间：火箭起飞约10分钟，飞船与火箭分离，进入预定轨道。

返回时间：

1999年11月21日3时41分

发射地点：

酒泉卫星发射中心

着陆地点：

内蒙古自治区中部地区

飞行时间：

21小时11分/14圈

发射时刻1999年11月20日凌晨，在酒泉卫星发射中心新建的载人航天发射场上，高达100多米的发射塔架各层平台陆续打开，露出了运载火箭和试验飞船的雄姿。捆绑式新型长征运载火箭昂首挺立，顶部安装着我国自行研制的第一艘试验飞船。由江泽民主席题名为“神舟”号的飞船，由推进舱、返回舱、轨道舱组成，两面巨幅五星红旗，醒目地印在船体两侧，在灯光照射下，鲜艳夺目。

6时30分，随着“点火”口令的下达，运载火箭喷出一团红色烈焰，托举着试验飞船，像一条巨型火龙，呼啸着向太空飞去。飞行约10分钟后，飞船与运载火箭成功分离，准确进入预定轨道。这是长征系列运载火箭的第59次飞行，它为我国本世纪的航天发射史册增添了新的一页。

在北京航天指挥控制中心，上百台终端微机的显示屏上跳动着令人眼花缭乱的数字；四个大屏幕显示着试验飞船进入太空的运行状态曲线，三维动画把一组组数字变成形象逼真的图像投影于巨幅屏幕上……“神舟”号升空之后，一场探索太空奥秘的科学试验，在距发射场千里之遥的北京航天指挥控制中心展开了。

20日6时30分7秒，就在试验飞船进入苍穹的瞬间，描绘着中国西北地区版图和理论弹道曲线的大屏幕上开始出现一个小小的亮点，标示着船箭实际飞行的曲线吻合着理论运行弧线，开始向前延伸……来自地面测控站和远望号测量船的测控数据，源源不断地汇聚到指挥控制中心。上百名技术人员目不转睛地监视着荧屏上的一行行流动的数字，飞速敲击着微机键盘。工程技术人员沉稳地按下了发令键，向飞船发出了入轨指令。轨道专家组综合技术人员的计算结果，确定了轨道选优，表明飞船已经进入预定轨道，指控大厅里爆发出一阵阵热烈的掌声。

当地时间1999年11月20日18时，当围绕地球运行了14圈的“神舟”号试验飞船飞临南大西洋海域上空时，在南大西洋海域待命的远望三号航天测量船及时准确地向飞船发出了返回指令。随后，飞船建立返回姿态，制动发动机点火，飞船从宇宙空间开始返回。与此同时，布阵在太平洋上的远望一号、远望二号以及在印度洋上的远望四号船已先后完成了各自担负的测控任务。这时海况突然变化，海面上翻腾起高达3米的涌浪，船舷两侧飞溅起高高的浪花。远望三号按任务要求的航线劈波斩浪，昂首前行。

18时48分，广播里传来了北京指挥中心指挥调度员下达的“一分钟准备”的指挥口令。船舶顶部巨大的雷达跟踪测量天线徐徐转动，牢牢指向了“神舟”号试验飞船将要飞出地平的方向。

当北京指挥中心下达的“调姿开始”的调度口令传到船上统一测控系统机房时，显示屏上一串串变幻的数字符号不断跳动，打印机发出有节奏的轻响，有关飞船调姿态、轨道舱分离和返回制动的一系列遥控指令已经顺利地送上了飞船。

18时58分，远望三号船圆满完成了“神舟”号试验飞船最后一个圈次的跟踪测控任务。

北京时间21日凌晨的3时41分，一直在等候飞船着陆的人们，终于盼来了北京指挥中心发布的飞船成功着陆消息。船上骤然响起的掌声与欢呼声，伴随着阵阵波涛，在大西洋的上空久久回荡。

北京时间21日凌晨3时多，“神舟”号飞船从无际苍穹犹如被驯服的烈马，脱离原先的轨道、按照航天专家的意愿，向着她的归宿——内蒙古四子王旗降落。

此刻，内蒙古中部的飞船预定着陆场区，各种测量设备翘首以待，技术人员时刻准备捕获“巡天使者”。“各号注意，飞船进入黑障区。”听到这一口令时，着陆场区所有人的心缩紧了。此刻，飞船已划过太空，进入距地面只有80公里的大气层，正以每秒约7.5公里的惊人速度与大气层剧烈摩擦，下降至40多公里高度时，船体外部产生等离子壳，形成电磁屏蔽，致使地面与飞船通信暂时中断。

“回收一号发现目标”，前置雷达站的报告打破了片刻的沉默，这表明雷达捕捉到了“神舟”号。“神舟”号在下降，“神舟”号穿过黑障区，回收部队在行动，雷达不停地跟踪，3架直升机在落区上空盘旋。

当“神舟”号距地还有30公里时，操作员果断地向她发出了打开电源开关的指令。

喜讯接踵而来——“减速伞分离”，“主伞全开”。3架直升机根据信标信号飞去。“神舟”号距地越来越近，在约有1.5米的一刹那，只见船载着陆缓冲发动机同时喷出的烈焰，划破夜空，染红了草原，满载着一系列科学试验数据飞船，稳稳落在大地上。

至此，我国第一艘试验飞船——“神舟”号，从发射升空到返回地面，遨游太空21个小时，获得圆满成功。

搭载物品一是旗类，中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等；二是各种邮票及纪念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子，此外还有甘草、板蓝根等中药材。1

技术应用这次发射首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试，整体垂直运输至发射场，进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网，也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控，成功进行了一系列科学试验。

组成“神舟一号”飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。航天员生活和工作都在轨道舱进行；飞船的指挥控制中心位于飞船的返回舱内，无论是升空还是返回地面，航天员都乘坐在这里；飞船在轨道飞行时所需的能源和动力是由推进舱提供的，因此推进舱也称动力舱。“神舟一号”飞船是无人飞船，从安全角度避免了首次发射中一些不必要的影响。

“神舟一号”飞船的发射采用了在技术厂房对飞船火箭联合体进行垂直测试、进行远距离测试发射控制、整体垂直运输至发射场的新模式。我国在原有航天测控网基础上，首次使用了新建的国际标准体制的陆海基航天测控网。在“神舟一号”飞船进入地球轨道后，分布在太平洋、印度洋上的测量船和地面的各测控中心对飞船进行了跟踪测控。同时，还对飞船内的姿态控制系统和生命保障系统等进行了同步测试。2

分系统简介1.飞船系统

试验飞船由推进舱、返回舱和轨道舱组成。轨道舱是航天员生活和工作的地方。返回舱是飞船的指挥控制中心，航天员乘坐其上天和返回地面。推进舱也称动力舱，为飞船在轨飞行和返回时提供能源和动力。参加试验任务的有结构与机构、热控、电源、制导导航与控制、数据管理、推进、测控通信、回收着陆、环控生保等九个分系统。

飞船三舱总长8米，圆柱段直径2.5米，锥段最大直径2.8米，总质量为7755千克，返回舱采用普通圆伞和着陆缓冲发动机陆地软着陆，主伞面积1200平方米，着陆速度不大于3.5米/秒。

2.火箭系统

发射神舟一号飞船的“长征二号F”运载火箭，是我国为载人航天工程而研制的新型捆绑式大推力运载火箭。“长征二号F”火箭是在“长征二号E”火箭基础上研制的以发射载人飞船为主要目的的运载火箭。

为适应载人航天高安全性和可靠性要求，“长征二号F”火箭除对箭体结构、动力装置系统、控制系统、遥测系统等进一步提高可靠性外，还增加了逃逸救生和故障检测处理分系统等，以提高载人航天的安全性。

“长征二号F”的主要构型为芯级捆绑四个助推器，芯一级、二级直径3.35米，整流罩最大直径3.8米，逃逸塔最大直径为2米，全箭总长58.343米。采用常规推进剂,燃烧剂为偏二甲肼，氧化剂为四氧化二氮。火箭加注后质量约480吨。起飞推力600吨。

3.发射场系统

发射场在酒泉卫星发射中心建设，主要由技术区、发射区、试验指挥区等组成。采用“在总装厂房垂直总装、垂直测试、箭船组合体在活动发射平台上垂直整体运输”及在测发楼对发射工位上的火箭进行远距离（1.5千米）测试发控的全新发射模式。这是此次任务中的一大技术亮点。

4.测控通信系统

载人航天测控网是以S波段统一测控系统（采用国际标准体制）为主的陆海基测控网，可国际联网。参加任务的有3个中心、11个地面站和4艘远望号测量船。各中心、测控站（船）通过通信网有机结合、协调工作，共同完成对火箭和飞船的测控任务。在原有的航天测控网基础上，我国新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网，也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望”号测量船对其进行了跟踪与测控，成功进行了一系列科学试验。

火箭上升段的测控任务由东风、兴县、渭南和青岛站完成，东风指控中心指挥。运行段的测控任务由东风、渭南、青岛、厦门、喀什、卡拉奇、和田、南非HBK及4艘测量船完成，返回段由远三、HBK、和田、东风副场站、主着陆场站完成，均由北京航天指控中心统一指挥，西安卫星测控中心作计算备份。

5.着陆场系统

主着陆场位于我国内蒙中部二连浩特以南阿木古朗草原，负责在飞船返回时的跟踪、搜索和回收。参加搜索回收的设备有直升机和特种车辆。

6.航天员和飞船应用系统

航天员系统和飞船应用系统部分装船产品参加本次任务开机工作，另一部分装船产品不开机工作，但也将经受真实的空间环境和力学环境的考验。

飞行任务1999年11月20日至21日，我国进行载人航天工程第一次飞行试验，主要目的是考核运载火箭性能和可靠性，并利用这一机会，验证飞船关键技术和系统设计的正确性，以及包括发射、测控通信、着陆回收等地面设施在内的整个工程大系统工作的协调性。

任务执行情况1999年11月20日北京时间凌晨6时30分3.5秒，“长征二号F”运载火箭载着神舟一号试验飞船在我国酒泉卫星发射中心发射。

火箭起飞后飞行111秒逃逸塔分离，123秒四个助推器分离，155秒一二级分离，197秒整流罩分离，454秒二级关机，569秒二级游机关机，572.5秒船箭分离后，飞船在青岛西南部海洋上空入轨。

发射段“长征二号F”运载火箭各级飞行正常，地面测控正确，北京中心入轨十分钟后的计算结果表明，飞船准确进入预定轨道：轨道倾角为42.564度、近地点高度200.04千米、远地点348.715千米,轨道周期5391.437秒。

飞船入轨后，北京中心对飞船工况进行了监视，遥测数据表明，飞船建立轨道飞行姿态正确，太阳电池帆板展开正常并准确捕获太阳，飞船工作正常。

运行段飞行第3圈时，北京中心计算并通过喀什站向飞船注入了试喷控制参数。飞行第5圈经过太平洋远二测量船上空时，飞船发动机试喷成功。北京中心根据试喷后的外测数据进行了控后轨道改进及返回参数和控制量计算。

飞船控制分系统根据发射段、试喷过程及前10圈对陀螺工程遥测参数的监视，确认陀螺工作正常，飞船第15圈采用升力式返回。

飞船第13圈在经过渭南、青岛上空时，两地面站进行返回控制数据注入没有成功。北京中心根据实际情况，马上通知在大西洋的远三测量船，准备14圈飞船进入其测控区时进行数据注入。远三测量船及时捕获飞船并注入成功。

飞船在轨运行第14圈，于21日凌晨2点53分在南大西洋远三测量船上空准时进行第一次调姿，轨道舱与返回舱－推进舱联合体分离；然后进行第二次调姿并点火制动成功，准确进入返回轨道，在巴基斯坦南部卡拉奇站上空140千米高度返回舱与推进舱分离，再入大气层。

3点20分左右，直升机目视发现目标，地面电扫雷达于3点24分发现目标。

返回舱降至10～8千米高度时，降落伞打开，离地约1.2米时缓冲火箭点火，返回舱于3点41分正常软着陆。地面搜索车辆在4点20分找到返回舱。实际落点距理论落点偏差12千米。

技术成就试验过程中，成功验证了飞船关键技术和系统设计的正确性，以及发射、测控通信、着陆回收等地面设施在内的整个工程大系统工作的协调性。

神舟一号飞船试验过程中，运载火箭和试验飞船性能良好、飞行正常、动作准确，主要关键技术取得突破性进展；发射场设施设备和“三垂”测发模式经受住了实战考核；新建的载人航天测控通信网工作协调，数据处理正确，指挥、控制无误；着陆场系统迅捷高效；载人航天发射组织指挥关系初步确立、运转正常。试验结果表明，第一次飞行试验的各项目的已经达到，实现了中央下达的“争八保九”目标，为载人航天工程后续任务的实施打下了良好的技术基础。

当然，由于是第一次飞行试验，因此与无人飞船飞行试验相比尚有一些技术距离，例如：为提高航天员安全而增加的火箭逃逸系统和故障检测系统虽参加了任务，但不具备逃逸功能；飞船十三个分系统中有九个分系统全部参加试验，有效载荷、乘员、仪表照明三个分系统只是部分设备参加了试验，涉及航天员安全的应急救生分系统没有参加试验；航天员系统和飞船应用系统除个别设备参加试验外，绝大部分设备是工艺件，不加电工作；着陆场系统没有启用副场。本次试验的技术状态距无人飞船尚有一段距离，下步的主要技术工作是严格把好无人飞船正样技术状态，进一步完善各系统的技术方案。3

意义“神舟一号”试验飞船的成功发射，标志着我国载人航天技术获得了重大突破。同时， “神舟一号”飞船的成功收回，也说明了我国的航天事业将会走在世界前沿。“神舟一号”飞船是我国航天史上的重要里程碑。

虽说“神舟一号”飞船是中国航空史上的里程碑，但是在技术方面存在的一些差距是不可否认的。由于是首次试发实验，因此与无人飞船飞行试验相比尚有一些技术距离，比如为提高航天员安全而增加的火箭逃逸系统和故障检测系统，虽然这些系统参加了任务，但是如果发生一些意外事件，这些系统不具备逃逸功能等。因此，要在下一步的飞船技术工作上进行改进和完善，提高飞船的安全系统，完美地发展空间技术。2