[科普中国]-神舟五号飞船

基本信息

发射时间：2003年10月15日09时整

发射火箭： 新型长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭第71次飞行，也是继1996年2003年10月以来，中国航天发射连续第29次获得成功。

飞行员：杨利伟

飞船进入轨道所需飞行时间：9分10秒，船箭分离，“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。

返回时间：2003年10月16日6时23分

发射地点：酒泉卫星发射中心

着陆地点：内蒙古四子王旗主着陆场

飞行时间/圈数：21小时/14圈

搭载物品： 除了中国飞天第一人杨利伟外，“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。

试验项目： 神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器，以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务，可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。

主要任务：完成首次载人飞行试验；在整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件；为有效载荷提供相应的试验条件；确保航天员和回收的有效载荷在完成飞行任务后，安全返回地面；在飞行过程中，一旦遇到重大故障，在其他系统支持和（或）航天员的参与下，能自主或人工控制返回地面，并保证航天员的生命安全；飞船的轨道舱留轨进行空间应用实验。2

新技术应用： 首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式，一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后，也能通过逃逸火箭而脱离险境。

意义：这次的成功发射标志着中国成为继前苏联（俄罗斯）和美国之后，第三个独立掌握载人航天技术的国家。

详细介绍：

“神舟”五号飞船是在无人飞船的基础上研制的中国第1艘载人飞船,乘有1名航天员---杨利伟。飞船在轨道运行了1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件，同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面，并确保航天员安全返回。

在2003年10月15日09时00分00秒，负载着“神舟”五号的长征2F火箭发射。9时10分，船箭分离，“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船以平均每90分钟绕地球1圈的速度飞行。

飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长8860mm，总重7840kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

飞船由长征－2f运载火箭发射到近地点200千米、远地点350千米、倾角42.4°初始轨道。实施变轨后，进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。

“神舟”五号飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的愿望，是中华民族智慧和精神的高度凝聚，是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。航天产业是当今世界经济中发展最为迅速的领域之一，同时也是竞争激烈、回报丰厚的新兴产业，它是一个高投入高产出的产业。神舟五号的发射成功，标志着我国载人航天事业迈出了关键的一步，今后我国还将建立更为完整的载人航天体系。1

神舟五号飞船的特点虽然我国载人航天起步较晚，但是起点较高。我国“神舟”飞船是我国空间技术工作者依靠自己的力量打造的载人飞船。与国外第三代飞船相比，具有鲜明的中国特色：

第一、空间最大，起点很高。国外的载人飞船如前苏联的“ 东方” 号飞船是单人、单舱飞船，美国的“ 水星” 号飞船是单人双舱飞船，航天员只能半躺在座椅上，在狭小的空间里，完成按电钮、拉手柄等操作动作，我国神舟飞船越过了单人飞船、双人飞船的发展阶段，直接采用多舱段组成的飞船，飞船内空间较大，可同时容纳三名航天员，航天员即可以非常舒服地在舱内工作，又可以离开座椅，通过舱门进人轨道舱内，进行各种科学试验活动。我国神舟飞船是目前在近地轨道上运行的个头最大，自动化程度最高的飞船。3

第二、一船多用，多方收益。国外的飞船上或者使用一次性电池，电能消耗完后，就失去了供电能力，飞船就失去动力，返回舱返回地面，而轨道舱则变成太空垃圾，而美国的“水星”飞船就是这样的。

我国神舟飞船的轨道舱具有留轨的能力。在航天员返回地面后，由于神舟飞船的轨道舱上有太阳翼，不必依靠推进舱上的电能，为飞船轨道舱继续在轨工作提供足够的电能资源，可以保证神舟飞船的轨道舱可以在太空中工作半年以上。因此，神舟飞船的轨道舱能在无人职守的情况下，继续在轨道上执行空间试验任务，完成对天体和地面的观测任务，就像一颗卫星一样。这种设计大大延长了飞船执行空间科学试验和空间应用的工作寿命，有效地提高了飞船的综合效益，这种设计是“神舟”飞船设计者的一大创举，也充分体现了我国的国情。3

第三、不载动物，直接上人。前苏、美在飞船正式载人太空飞行前，都进行数次飞船载猴子、狗或猩猩进行试验，考验飞船的生命保障系统。为什么在我国进行无人飞船试验的时候，不像其他国家那样，让动物先上太空? 有关专家举了三个理由：首先动物的生理系统和人的有区别，测量的数据也未必可靠，一旦发生意外，不知道是什么原因；其次，猴子上了飞船，不会安安分分坐在座位上，容易到处乱动，即使是把它绑在那里，也不会安分地待在那里，如果出了问题，可能搞不清到底是设备的问题还是猴子的问题；最后，最重要的是由于国外已有载人航天的经验，表明人在太空中进行短时间的飞行是可行的，我国用不着从头再来，完全可以借鉴国外取得的经验。加上科学技术的发展，使我们完全可以通过仪器模拟掌握真人在太空中飞行身体的各种变化数据，因此，“神舟”飞船在正式载人飞行前，不进行载动物试验，而用模拟人进行太空轨道飞行试验，利用模拟人身上携带的科学装置，提供舱内温度、湿度、空气含量、人体温度、心跳速度、血液循环、呼吸等各种数据。3

第四、边试验，边科研。我国从第一艘神舟飞船开始，就进行了大量的科学实验，这种把突破载人航天技术试验和空间科学实验同步的做法，也是神舟飞船所独有的。边试验、边科研的做法创造了中国载人航天自己的发展模式。3

舱段介绍轨道舱飞船尺寸：长2.8米，直径2.2米

神舟飞船的轨道舱的外形为圆柱形的。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力，轨道舱的两侧安装了太阳电池翼，每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米，轨道舱自由飞行时，可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机，每组4个，为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力；轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门，为航天员进出轨道舱提供了通道，不过，该舱门的最大直径仅65厘米，只有身体灵巧、受过专门训练的人才能进出自由。舱门的上面有轨道舱的观察窗。

轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内储备有食物、饮水和大小便收集器、睡袋等生活装置外，还有空间应用和科学试验用的仪器设备。

返回舱返回后，轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室，它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色，俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后，一般是废弃不用的。

返回舱尺寸：长2.00米，直径2.40米(不包括防热层)。

"神舟”飞船的返回舱呈钟形，有舱门与轨道舱相通。放回舱式飞船的指挥控制中心，内设可供3名航天员斜躺的座椅，供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等，显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视，并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段，内有环境控制和生命保障系统，确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体，并将温度和湿度调节到人体合适的范围，确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。

另外，舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟号飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口，一个用于航天员观测窗外的情景，另一个供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构，上面安装了返回舱的仪器设备，该底座重量轻便，且十分坚固，在返回舱返回地面进入大气层时，保护返回舱不被炙热的大气烧毁。

推进舱尺寸：长3.05米，直径2.50米底部直径2.80米

神舟号的推进舱又称设备舱，它呈圆柱形，内部装载推进系统的发动机和推进剂，为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力，还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼，除去三角部分，太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来，产生的电力将三倍于联盟号，平均1.5千瓦以上，差不多相当于富康AX新浪潮汽车的电源所提供功率。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外，它还可以绕连接点转动，这样不管飞船怎样运动，它始终可以保持最佳方向获得最大电力，免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动，这样可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。

设备舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成，它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器，说它们小是和主推进器比，与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

附加段附加段也叫过渡段，是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前，他也可以安装各种仪器用于空间探测。

对于附加段现阶段的设备没有官方介绍，但是一些业内人士进行了大胆的推测，如：其中一个半环型装置，据推测是用来安装方形的仪器装置。而三个相互垂直并可伸出的0.4米的探针被推测为可能是导航系统的一部分或对接系统的一部分。因为美国的阿波罗飞船上曾有类似的装置用来进行对接。神舟飞船轨道舱前端可能装有俄罗斯式的对接系统。但这些装置可能只是一种试验型，在将来执行与太空站对接的任务时肯定会被新型对接系统所替换。

空间环境保障空间环境是人类赖以生存的环境之一，它包括由自然因素引起的自然空间环境和由人工因素引起的人工空间环境，是指对人类现在和未来的生产、军事和生活产生影响的各种自然环境和人工环境。但我们这里所说的空间环境主要指近地空间环境。近地空间是航天器最多、最活跃的区域。“ 神舟”五号飞船就运行在该区域。在这一区域，航天器所遭遇的空间环境有：高层大气、地磁场、地球重力场、高能带电粒子、空间等离子体、太阳电池辐射、微流星、空间碎片等这些环境对航天器会产生不同的影响，其中包括航天器的轨道、姿态、温度、辐射损伤、机械损伤、化学损伤、航天器表面充电放电、硬软错误、通信和测控的干扰等。对于“神舟”五号载人飞行而言，保障航天器和航天员的安全是空间环境安全保障的首要任务。针对这一特点，空间环境预报中心在执行“神舟”五号空间环境安全保障任务中，工作重点主要有四个方面：高层大气环境的预报和效应分析、高能带电粒子的预报和对航天员影响的分析、碎片碰撞预警和“ 神舟”五号发射安全期预报及保障飞船在轨运行安全的重大空间环境扰动事件预报警报。4

高层大气对“神舟”轨道的影响对于“ 神舟”飞船和留轨舱来说，高层大气密度、成分、温度和压力等直接影响着它们的轨道定位、轨道衰变速率和在轨寿命，其中以大气阻力造成的轨道衰变效应最为突出。因此必须在任务前根据飞行高度和飞行时间研究给出大气阻力的可能影响，以确定所携带的燃料量。

运行在高层大气中的飞行器在高层大气作用下，飞行高度不断下降，要维持它在规定高度上正常飞行，就需要不断给予推动，使它抬升高度；大气密度越大，阻力也越大，所需的助推燃料也越多。要想使燃料携带量最佳，必须通过对大气阻力的计算。对于低轨道飞行器而言，由于其飞行高度较低，轨道受大气影响更为严重，尤其是载人飞行器，在一次飞行任务中，往往需要多次变轨，以完成交会、对接、返回等任务，因而对载人飞船轨道预报的要求比一般飞行器轨道预报的要求更高。4

高能辐射环境对航天员的影响空间高能辐射环境是对航天员生命安全威胁最大的空间环境成份。航天员辐射效应是由空间环境中的高能粒子穿过屏蔽层作用于人体，造成人体细胞、组织、乃至器官的辐射损伤，辐射损伤的严重程度与辐射剂量的大小有关。为了保证航天员的安全，在空间工作的航天员有严格的辐射剂量限值。4

空间碎片和流星体对飞船安全的影响一般来说，流星体的主要危害是对表面的沙蚀作用使得光学表面、太阳电池、辐射表面和映象装置等受到损害。稍大一些的流星体，有可能对飞行器造成机械损伤（如飞行器表面部分的穿透和剥落、飞行器壳体外表面和内表面的裂痕等），甚至有可能穿透壳壁，严重时甚至使飞行器及其子系统产生各种故障，但质量在1克以上的流星体在近地球空间内与空间飞行器相遇的机会极少。因此，流星体对飞行器的危害一般来讲是可以屏蔽防护的，但当发生“流星暴”时，流星体对航天器的危害就不容忽视了。

在低轨道，碎片数量远远超过流星体，因此碎片危害更大。由于流星体和空间碎片的动能巨大，对航天器造成的损伤甚至是致命的，因此流星体和碎片成为设计和发射飞行器以及飞行器在轨运行必须考虑的因素。4

总设计师戚发轫，1933年出生，中国工程院院士，神舟号飞船和东方红二号、东方红二号甲、东方红三号卫星总设计师，中国空间技术研究院科技委主任、原院长，现任北京航空航天大学宇航学院院长。

技术进步中国载人航天工程副总指挥、中国航天科技集团公司总经理张庆伟指出，从1999年到2003年，我国先后成功地发射了四艘无人飞船和一艘载人飞船，突破了载人飞船再入升力控制、应急救生、软着陆、GNC故障诊断、舱段间分离、防热等13项关键技术。作为我国高技术领域的跨世纪工程，“神舟”飞船总体性能优越，达到了20世纪90年代国际先进水平。

“神舟”试验飞船与美国的第一艘试验飞船“水星号”和前苏联第一艘试验飞船“东方号”相比，在技术上有着明显的进步点。（见表1所示：）

表1 中国、美国、苏联第一艘飞船的主要技术指标

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我国“神舟”飞船的起飞质量和座舱最大直径，都远远大于美国“水星号”和苏联“东方号”。“神舟”飞船的构形比“水星号”和“东方号”的两舱构形具有更多的功能，在舱段间的电、气、液路连接与分离技术等技术方面也更复杂。在电源方面“神舟”飞船采用了太阳电池阵为主的电源方案，这比“水星号”、“东方号”的电源系统技术上有了很大的进步。尤其是“神舟”飞船采用了升力式返回再入，由GNC分系统进行再入过程中的升力控制，这是比弹道式再入更为先进的返回方式，可以大大提高飞船返回着陆点的精度和降低再入过载峰值，减轻航天员返回地面时承受过载的痛苦。

张庆伟同时指出，与20世纪90年代国外先进的载人飞船——联盟TM飞船相比（见表2），从再入方式、着陆精度和再入过载峰值等指标上大致与联盟TM飞船相当，并为航天员的工作和生活创造了更为舒适的环境。“神舟”是中国天地往返运输的优良工具，堪称摆渡天河的真正神舟。

表2 “神舟”飞船与联盟TM飞船的比较

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太阳帆板随着“神舟”五号载人飞船脱离运载火箭顺利进入太空，展开后的太阳帆板就像是飞船长出了两对硕大的翅膀，通过将太阳能转换成电能，来为飞船上的电器设备提供能源。

“太阳帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。飞船上虽备有应急电源，但支持的时间有限，主要还是依靠太阳帆板提供电能。”负责太阳帆板设计的主管设计师孔旭东说，“神舟”飞船上的太阳帆板采用了大量先进的复合材料，以便在尽可能提高发电效能的同时，减轻其自身质量，其身价达到了上千万元。

据孔旭东介绍，太阳帆板设计和研制的主要困难是如何适应复杂的空间环境。飞船在空间运行的低轨道环境复杂，密度高的等离子体、原子氧以及紫外线照射等不确定因素，都可能对太阳帆板的结构和电磁片等造成伤害。飞船在太空中大约每90分钟绕地球一周，其间要经受180摄氏度的温差考验，这种频繁的高低温转换，要求太阳帆板在制造上必须解决热胀冷缩的难题。孔旭东说，为解决上述问题，他们专门研制了模拟空间环境的试验装置，并在太阳帆板的制造上采用了特殊材料。

资金耗用有关人士表示，此次神舟五号载人飞行直接消耗在10亿元人民币以内，自1992年载人航天工程启动以来总共使用了大约180亿元人民币。

据有关专家分析，神舟计划的实施，肩负着远远超出航天事业本身的使命。中国经济已经持续高速增长25年，要继续保持高增长，依靠科技进步推动产业升级和结构调整才是必由之路。神舟五号的发射成功，就应当成为这样一个推力，以航天技术开发带动民用高科技产业的振兴，为国家的产业调整和升级开路。1

随着中国航天技术水平不断提高，它对未来中国GDP究竟将发挥多大作用，还将取决于相关产业民用化程度。因此，不少专家建议，今后中国还需要进一步加快航天技术的民用化进程，以求在更大程度上发挥空间技术对经济的促进作用。1

航天员

姓名:杨利伟

民族：汉

出生年月：1965年6月21日

籍贯：辽宁省葫芦岛市绥中县

政治面貌：中国共产党党员

身高：168厘米

体重：65公斤

家庭成员：妻子张玉梅，儿子杨宁康

杨利伟是中华人民共和国第一位进入太空的太空人，大学文化，他是中国培养的第一代航天员。2008年7月22日，总装备部举行将官授衔仪式，“航天英雄”杨利伟被授少将军衔。

神舟使命目标载人飞行与以往神舟系列夜晚发射不同，神舟5号选择了白天。

以往神舟飞船的发射时间一般在凌晨或夜晚。据有关专家介绍，航天发射需要确定一天中的某一个时间段作为飞船发射的时机，这个时间段被称为“发射窗口”。原来神舟系列的发射窗口选择在夜晚，主要是便于飞船发射升空时，地面的光学跟踪测量仪易于捕捉到目标。而神舟5号选择白天发射，主要是考虑到白天温度将有利于发射人员工作，也易于在意外情况发生时，充分保障宇航员的人身安全。

保障人员安全，成了首要任务神舟5号与4号基本相似，由推进舱、轨道舱、返回舱和附加段组成。所不同的是5号的头部是圆柱体，而4号的头部是半球体。“神舟”4号里面装满了实验仪器和物品，而“神舟”5号舱内只有宇航员，几乎是空荡荡的，为的是尽可能给宇航员留出空间，其空间的平面大约为2．2米×2．5米，不足7平方米，可容纳3名宇航员。此外，神舟5号还留有将来与空间实验室对接的接口。

在此次载人飞船神舟5号的发射中，长征2F火箭的逃逸系统将首次为宇航员的安全提供保护。在发射前15分钟，火箭上的自动故障检测处理系统可以自动进行故障检测，一旦有问题便会自动报警。

发射载人飞船的运载火箭，不仅要具有大的运载能力，而且因为要“载人”，所以一般要比发射卫星的运载火箭具有更高的可靠性和安全性。根据介绍，“长征”2F火箭的独特之处就在于中国自己制造的火箭首次按照安全性进行设计，可靠性指标由不载人火箭的0．91提高到0．97，即发射100次火箭可能只有3次出现问题；航天员安全性指标为0．997，即发生1000次危险，只有3次救助失败。5

神舟飞船的测控点为12个，陆上是北京、西安、渭南、青岛、厦门、喀什、卡拉奇和纳米比亚，海上是日本海、南美南端海域、大西洋和澳大利亚海域，分别由四艘“远望号”测控船承担，总部在北京。神舟5号返回的指令由远望三号测控船发出。5号将在酒泉发射中心发射，返回舱的主着陆场在内蒙古八王旗的一片戈壁，副着陆场在酒泉，这些安排都与神舟4号一样。

神舟5号进一步完善了飞船应急救生系统，从飞船起飞到着陆都精心设计了救生方案。

针对宇航员的安全问题，神舟5号总设计师戚发轫院士曾经表示，中国有信心保证宇航员的安全。他说：“我们在设计飞船时有一个原则，就是飞船的每一个系统要做到‘一次故障，正常飞行；二次故障，安全返回。”6

为什么发射神舟五号？一份报告指出，美国经济在“阿波罗计划”的刺激下，增长飞速。更为重要的，其带来的技术突破，直接促成了20世纪若干重大技术进步。而“星球大战计划”所带来的技术突进，也使美国成为信息时代的领导者。

此外，“从科学和技术的观点看，研制与试验载人飞船的经验将比他们的宇航员在新飞船上能实际完成的任何事情都重要。因为它们对提高计算机、航天材料、制造技术、电子设备、系统集成、试验等方面的水平，以及获取研制导航、姿态控制、推进和生命保障各主要子系统的经验都有益处，而且对军民两用航天项目都是极其需要的。”一位专家说。

另一位专家表示，大量早期的空间科学与应用研究成果已经转化为产业，成为空间产业的重要组成部分。美国空间计划获得的技术已经为美国经济增加了2万亿美元。

在本世纪的头10年，预期的高额利润将吸引大批资金注入到全球空间工业，大约为6500亿－8000亿美元。到2010年，美国在空间的资产将达到5000亿－6000亿美元，大约相当于美国在欧洲的资产。美国在空间上的投入产出比将达到1∶10。到2020年，美国空间工业的产值将达到国内生产总值的10%－15%。“在实现这些预期目标的过程中，空间科学与应用将是最重要的推动力之一。”专家称。

中国自1975年以来，已成功地发射了17颗返回式卫星。卫星在完成主任务的同时，进行了多项卫星搭载实验，在空间材料科学方面取得了多项令人鼓舞的成果。通过转移这些高技术成果，可产生新的高技术生长点并带动相关高新技术产业的发展。

此外，空间提供了微重力、高真空、超洁净以及无容器环境，为新材料研究与开发提供了无与伦比的条件。除了通过空间环境探索一些地面难以弄清的物理现象外，利用在空间所进行的材料加工研究的结果指导地面材料加工工艺是现阶段开展空间材料研究的主要目的。

作为一个要解决13亿人口温饱问题的农业大国，我国从1987年开始用返回式卫星搭载植物种子**，**并回收种子在地面进行种植、观察、选择和多代培育。在利用空间特殊环境诱导植物性状变异，以培育性状优良的新品种及创造新的种子资源等方面取得了可喜的成果，开拓了“空间诱变育种”这一新领域。

“神舟”五号航天员只待在返回舱拍些照片，不进入轨道舱，也不在太空做任何实验。

返回舱高度和直径均只有2.5米，四周均有仪器设备，留给航天员的空间极为狭小。为保障航天员的生命安全，航天员进舱后，便被固定在返回舱的座椅上，吃喝拉撒均在座椅上的生活保障系统完成。此次“神舟”五号飞船上不带任何生物、微生物，只带1公斤种子及航天员用于救生的工具及武器。

“神舟”五号继续航天育种自1987年始至2001年初，中国已成功地进行了10次植物种子的搭载试验，涉及到粮、棉、油及蔬菜、瓜果等主要作物品种。如在卫星或高空气球上搭载300至400公斤农作物种子，返地后经过种植优选，可推广到1亿亩的土地上种植。按每亩地可增产10%的保守算法，每年可增产粮食40亿公斤。

继上次“神舟”四号飞船成功搭载两克河南种子之后，由河南原子能农学会和河南省科学院同位素研究所牵头，又组织了包括小麦、棉花、韭菜等多个品种的种子100余克，已随神舟7号运往太空，实现了经济农业第二次突破。

飞天梦圆执行情况神舟五号载人航天飞行任务主要是全面考核载人环境，获取航天员空间生活环境和安全的有关数据，全面考核工程各系统工作性能、可靠性、安全性和系统间的协调性。飞船乘坐一名航天员，飞行约一天，在绕地球飞行的第14圈返回。航天员可以按照预先规定的程序和地面指令手动补发船箭分离、帆板展开等重要指令。飞船具有自主应急返回和人工控制返回以及第2天、第3天返回的能力。

根据计划安排，我国首次载人飞行于2003年10月15日至16日实施。载人飞船和运载火箭在发射场的技术区完成总装、测试后，进入发射区加注推进剂。发射前16小时，从航天员三人首飞梯队中，选优确定了首飞航天员杨利伟，发射前约2小时45分航天员进入飞船。

北京时间2003年10月15日9时整，火箭一级发动机和4个助推发动机同时点火；火箭飞行120秒逃逸塔分离，137秒助推器分离，159秒火箭一、二级分离，200秒整流罩分离，460秒二级主发动机关机，587秒船箭分离，飞船进入倾角42.4度、近地点高度199.14公里、远地点高度347.8公里的椭圆轨道。入轨后，飞船建立轨道运行姿态，展开推进舱上的太阳能电池阵，对太阳定向，并在第5圈实施变轨，进入343公里圆轨道。飞行期间，地面与航天员保持密切联系，通过生理遥测参数，了解航天员的身体状态；航天员监视飞行过程中重要指令的执行以及飞船运行状态。

神舟五号载人飞船在轨自主运行14圈返回地球。在返回的前一圈，由地面测控站向飞船注入返回制动精确参数。飞船偏航调姿90度，轨道舱与飞船分离。再偏航调姿90度并制动进入返回轨道，在高度降为145公里时，推进舱与返回舱分离。返回舱再入大气层，穿越“黑障区”后进入主着陆场上空，按程序开伞减速，在下降至地面约1米左右时，着陆缓冲发动机点火工作。返回舱于2003年10月16日早晨6点23分安全着陆，航天员杨利伟在飞行21小时23分后顺利返回。此后，轨道舱继续留轨飞行约半年，开展有关的空间科学实验和技术试验。

技术成就本次飞行任务由一名航天员担任指令长兼驾驶员，飞行期间航天员不进入轨道舱、不脱航天服，并按预先规定的程序和地面指挥手动补发船箭分离、帆板展开、推返分离等指令，完成飞船状态监视、血压测量、摄影摄像、饮食睡眠等工作。自主飞行段正常飞行时间为1天，飞船入轨后第五圈变轨，第14圈制动返回主着陆场。具有第2天、第3天返回的能力。飞船轨道舱留轨飞行半年，主载荷为CCD详查相机。组织实施按照白天发射、白天回收的原则进行。

飞船具备自主应急返回的能力，在应急情况下允许航天员返回全球预定的10个应急着陆区；具备人工控制返回功能，在自动返回系统失效的情况下，航天员可以手动控制返回地面。

航天员的选拔、训练工作已经完成了基础理论和专业技术、飞行程序与任务模拟、航天环境适应性、救生与生存等学习与训练；人船联合测试项目；飞船训练模拟器和手控训练模拟器训练。6月末根据考核情况，优选出6名预备航天员进行强化训练，9月完成强化训练后确定首次载人飞行3人航天员梯队。

发射场、测控通信、着陆场系统，根据前四次飞行试验的情况，进一步完善了技术状态，落实了任务实施方案，按计划进行设备的复检、标定、维护，进行演练、联调。对航天员实施医监医保和医疗救护的方案已经确定。这几个系统的准备工作在9月底完成，确保2003年10月执行任务。

为了确保首次载人飞行任务圆满成功，工程总体在2003年又重点安排了大量的可靠性、安全性验证试验，如飞船、火箭的发动机可靠性试车，飞船各种火工机构、火工装置的点火试验，各种活动部件的寿命及可靠性试验，电子设备的可靠性增长试验、综合应力试验，飞船防火、防潮、防结露措施验证试验等。针对无人飞行试验无法考核的人工手动功能，安排了地面大量仿真和试验，如：火箭逃逸仿真，飞船应急救生和在轨自主应急返回仿真，人工控制功能仿真，系统级故障模拟与对策验证仿真等，特别重视了与航天员安全相关的飞船舱内有害气体消除和防护、脉冲噪声、座椅提升和缓冲性能试验及着陆冲击试验等。5

此外，我国神舟飞船的起飞质量和座舱最大直径，都远远大于美国“水星”号和苏联“东方”号。神舟飞船的构形比“水星”号和“东方”号的两舱构形具有更多的功能，在舱段间的电、气、液路连接与分离技术等技术方面也更复杂。在电源方面神舟飞船采用了太阳电池阵为主的电源方案，这比“水星”号、“东方”号的电源系统技术上有了很大的进步。神舟是中国天地往返运输的优良工具，堪称摆渡天河的真正神舟。7