神舟四号飞船是在神舟一号飞船、神舟二号飞船、神舟三号飞船飞行试验成功的基础上,经进一步完善研制而成,其配置、功能及技术状态和载人飞船基本相同。神舟四号飞船是第四艘无人飞船,由推进舱、返回舱、轨道舱与附加段组成。
神舟四号飞船于2002年12月30日凌晨在酒泉载人航天发射场发射升空,按预定计划在太空飞行了6天零18小时,环绕地球108圈。飞船在轨运行期间,广大参试人员在江泽民主席贺电的鼓舞下,团结协作,精心测控,努力确保飞船安全飞行与回收成功。北京航天指挥控制中心统一调度分布在三大洋的四艘“远望”号航天测量船及各有关地面测控站,对飞船进行了持续跟踪、测控。飞船在太空成功地实施了太阳能帆板展开、轨道机动、姿态确定等数百个动作,成功实施变轨,并且进行了两次轨道维持。
2003年1月5日晚上,当神舟四号飞船环绕地球运行107圈飞临南大西洋海域上空时,在那里待命的“远望三号”航天测量船向其发出了返回命令。飞船随即建立返回姿态,返回舱和轨道舱分离,制动发动机点火,开始从太空向地球表面返回。飞船进入距地面80公里的大气层后,以每秒约8公里的高速飞行,和大气层剧烈摩擦,返回舱表面产生等离子层,形成电磁屏蔽,与地面暂时中断了联系。飞船刚飞出“黑障区”,担负飞船回收任务的西安卫星测控中心着陆场站及时发现了目标。之后,按照预定的程序,飞船平稳地在内蒙古中部飞船着陆场场区内着陆,搜救人员对飞船返回舱进行了回收。
神舟四号是中国载人航天工程第三艘正样无人飞船,除没有载人外,技术状态和载人飞船完全一致。在这次飞行中,载人航天应用系统、航天员系统、飞船环境控制和生命保障分系统全面参加了试验,先后在太空进行了对地观测、材料科学、生命科学试验及空间天文与空间环境探测等研究项目;预备航天员在发射前也进入飞船进行了实际体验。飞船在轨飞行期间,船上各种仪器设备性能稳定,工作正常,取得了大量宝贵的飞行试验数据与科学资料。
中国载人航天工程专家称,神舟四号飞船的成功发射和返回,表明中国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行奠定了坚实的基础。