神舟三号:中國載人航天工程發射的第三艘飛船-中文百科頻道

基本簡介

“神舟”三号飛船由中國航天科技集團公司所屬的中國空間技術研究院和上海航天技術研究院為主研制，“長征二号Ｆ”運載火箭由中國運載火箭技術研究院為主研制。

無論衛星還是飛船，在發射升空時，人們都無法看到她的廬山真面目。這是因為火箭頂端的整流罩要把她們嚴密地遮擋保護起來。

與神舟一号、神舟二号飛船相比，神舟三号從外形和結構上并沒有什麼區别，所不同的隻是在内部所做的一些改進。具體來說，神舟三号飛船是由軌道艙、返回艙和推進艙三部分組成。返回艙在飛船的中部，為密閉結構，其前端有艙門，供宇航員進出軌道艙使用。其外形為大鈍頭倒錐體的鐘形。據介紹，神舟号的返回艙容器是世界上已有的近地軌道飛船中最大的一個。返回艙是航天員的座艙，是飛船惟一可再入大氣層返回着陸的艙段，艙内設置了可供三個宇航員斜躺的座椅，座椅下方設有儀表盤和控制手柄、光學瞄準鏡。

軌道艙位于飛船的前端，其外形為兩端帶有錐角的圓柱形，在其兩側裝有可收放的大型太陽能電池陣、太陽敏感器和各種天線以及各種對接機構。軌道艙是宇航員在軌道飛行期間的生活艙、試驗艙和貨艙。

推進艙位于飛船的後部，形狀像一個圓筒，主要用于飛船的姿态控制、變軌和制動。推進艙安裝有四台大推力的主發動機和平移發動機，推進艙的兩側還裝有20多平方米的主太陽能電池陣。

基本資料

發射時間：2002年3月25日22時15分。

發射火箭：新型長征二号F捆綁式火箭，這次發射是長征系列運載火箭第66次飛行，自1996年10月以來，中國運載火箭發射已經連續24次獲得成功。

飛船進入軌道所需飛行時間：火箭點火升空10分鐘後，飛船成功進入預定軌道。

返回時間：2002年4月1日。

發射地點：酒泉衛星發射中心。

着陸地點：内蒙古自治區中部地區。

飛行時間/圈數：6天零18小時/108圈。

搭載物品

搭載物品有處于休眠狀态的烏雞蛋；進行空間試驗的有效載荷公用設備十項，四十四件之多，包括：卷雲探測儀、中分辨率成像光譜儀、地球輻射收支儀、太陽紫外線光譜監視儀器、太陽常數監測器、大氣密度探測器、大氣成分探測器、飛船軌道艙窗口組件、細胞生物反應器、多任務位空間晶體生長爐、空間蛋白質結晶裝置、固體徑迹探測器、微重力測量儀、有效載荷公用設備。據介紹，微重力測量儀、返回艙有效載荷公用設備是第三次參加飛船試驗；空間蛋白質結晶裝置、多任務位空間晶體生長爐和軌道艙有效載荷公用設備是第二次參加飛船試驗；其餘設備均是首次在太空作試驗。

夜晚發射

2002年3月25日中國神舟三号飛船在酒泉衛星發射中心順利發射升空。此前，神舟一号和神舟二号的發射時間分别是在淩晨和子夜。

航天發射是一項極其複雜和龐大的系統工程，飛船發射時機的選擇要考慮到各種各樣可能影響到發射的因素，其中，氣象因素往往是最關鍵最直接的決定性因素。在綜合考慮判斷的基礎上，最終确定下來的一天中的某一個時間段會作為飛船發射的時機，這個時間段被稱為“發射窗口”。

“神舟”号飛船的發射窗口之所以選擇在夜晚而不是白天，最重要的原因是便于飛船發射升空時，地面的光學跟蹤測量設備易于捕捉到跟蹤目标。道理很簡單，在漆黑的夜空中，噴射着火焰向太空飛行的載有飛船的火箭非常顯眼和突出。

軌道運行

北京2002年3月29日下午，在北京航天指揮控制中心的統一指揮調度下，“神舟”三号飛船首次啟動船載小動量發動機，成功進行了高精度的軌道維持，為今後順利實施返回計劃創造了有利條件。

截至15時，于3月25日發射升空的“神舟”三号飛船已經在預定軌道上運行了60圈。在大氣阻力和地球引力的共同作用下，飛船的飛行軌迹逐漸下降，慢慢偏離設計軌道，要确保飛船能夠正常運行，必須對它實施軌道維持。

15時30分，北京航天指揮控制中心通過相關地面測控站啟動了飛船軌道維持工作程序。這一程序将通過點燃飛船自身裝載的小動量發動機提供能量，調整飛船的飛行軌迹。

18時15分，當“神舟”三号飛船環繞地球開始第61圈飛行時，飛船上裝載的小動量發動機按程序成功啟動。記者通過指控大廳大屏幕上的實時三維動畫看到，飛船尾部噴出桔黃色的火焰，加速飛行。約8秒鐘後，飛船重新進入平穩的飛行狀态。随後，守候在大西洋上的“遠望”三号測量船，向北京航天指揮控制中心傳來數據，結果表明這次軌道維持取得圓滿成功。

據有關專家介紹，“神舟”三号飛船在軌飛行4天來，船上各種儀器設備工作正常，空間科學實驗進展順利。北京航天指揮控制中心将密切監視飛船的工作狀态，為飛船的順利返回作好準備。

空間試驗

神舟”三号是一艘正樣無人飛船，飛船技術狀态與載人狀态完全一緻。這次發射試驗，運載火箭、飛船和測控發射系統進一步完善，提高了載人航天的安全性和可靠性。飛船上裝有人體代謝模拟裝置、拟人生理信号設備以及形體假人，能夠定量模拟航天員在太空中的重要生理活動參數。這次發射，逃逸救生系統也進行了工作。這個系統是在應急情況下确保航天員安全的主要措施。飛船拟人載荷提供的生理信号和代謝指标正常，驗證了與載人航天直接相關的座艙内環境控制和生命保障系統。

北京時間2002年3月27日從北京航天指揮控制中心獲悉：截至19時，“神舟”三号無人飛船已按預定軌道環繞地球三十圈，目前飛船工作正常，空間科學實驗進展順利。

16點32分，“神舟”三号飛船再次飛經中國渤海灣上空時，記者在北京指揮控制中心大廳巨大顯示屏幕上看到，從太空傳回了飛船穩定運行的真實狀态圖像。

飛船在軌運行期間，有關部門還組織實施了飛船上有效載荷的各種科學實驗，包括實間生命環境實驗、高層大氣監測實驗以及天地圖像、話音傳輸等。

還首次進行了逃逸系統試驗。逃逸系統可在火箭發射和升空階段出現意外故障的緊急情況下，将飛船帶離危險區域，确保航天員的生命安全。

“神舟”三号飛船于2002年3月25日在酒泉衛星發射中心發射升空。連日來，在北京航天指揮控制中心的調度下，中國陸海基航天測控網對飛船進行了持續的跟蹤、測量與控制。飛船進入軌道後，北京指揮中心向飛船實時發送了一系列遙控指令，使飛船在太空順利完成了太陽能帆闆展開、飛行姿态調整等多個太空指令。當飛船繞地運行至第五圈時，北京中心準确發出指令，啟動船載變軌發動機，成功将飛船推入工作軌道。

北京航天指揮控制中心稱，該中心将密切監視飛船的工作狀态，适時進行軌道維持，為飛船的順利返回作好準備。

返回過程

載人飛船返回地面一般須經曆四個階段，即：制動飛行階段，大氣層自由下降階段，再入大氣層階段和着陸階段。

航天測控指揮部門首先向飛船發出返回程序和數據指令，飛船按預定時間調整飛行姿态，完成偏航動作，軌道艙和返回艙分離，分離後的軌道艙繼續在軌飛行，進行科學試險。接着，飛船再次完成制動姿态調整，尾部朝飛行方向。飛船按程序點燃發動機制動，完成離軌操作任務，進入返回軌道。

當飛行高度降低到距地球約140公裡時，推進艙與返回艙分離。返回艙距地球約100公裡時，再入大氣層，與大氣層産生劇烈磨擦，外表變成一團火球，周圍産生等離子體，形成電磁屏障，又稱“黑障”。此時，返回艙與地面通信中斷。返回艙距離地球約40公裡時，“黑障”消失。

當返回艙降到距地球約10公裡時，回收着陸系統啟動工作，彈出傘艙蓋，連續完成拉出引導傘、減速傘和主傘動作。返回艙乘主傘緩緩下降，抛掉防熱底蓋，距地面約1米時，點燃反推火箭發動機，以不大于每秒3.5米的速度實現軟着陸。

實驗成果

從中國科學院空間與應用總體部獲悉，成功返回地面的“神舟”三号試驗飛船上的科學實驗儀器運行完全正常，為中國從事空間科學與應用技術研究的科學家們帶回了一批具有重要價值的科研樣品。初步研究表明，中國在空間生命與空間材料科學領域的研究取得了重要進展。

中國科學院的研究人員發現，在空間環境獨特的微重力條件下，此次重點進行的空間生命與空間材料科學領域的相關實驗，獲得了地面環境條件下無法取得的重要結果。

據介紹，在“神舟”三号飛船上進行的空間生命科學研究，包括蛋白質和其他大分子的空間晶體生長實驗以及生物細胞培養實驗。飛船上裝載有中國自行研制的第二代空間蛋白質結晶裝置，具有兩種不同的蛋白質結晶方法和雙溫控特點，所選用的16種蛋白質大部分是利用中國現有的生物資源制備得到的。經過飛行實驗，研究人員在空間微重力環境中獲得了結構完整的蛋白質晶體樣品，這将有利于研究蛋白質結構與其特殊功能信息的關系。這些研究成果對于獲取以至生産高純、高效的生物制品和進行生物藥品研制具有重要意義。

在生物細胞培養實驗方面，專家們對具有制藥前景的動植物細胞的空間培養方法，以及微重力對細胞生長增殖代謝合成和分泌生物活性物質等方面進行了研究。用于本次實驗的4個細胞樣品中有兩個樣品可産生抗天花粉蛋白抗體和抗衣原體類性病的抗體。

此外，專家們還進行了多種材料的空間晶體生長和制備以及工藝方法的探索研究。如用于制造微波器件、微波集成電路和超高速集成電路關鍵電子材料的銻化镓晶體；用于制造紅外探測器基底材料的碲鋅镉晶體；用于光信息存儲功能材料的氧化物激光晶體矽酸铋，以及其它在航空、航天領域具有重要應用前景的新型合金材料。對于這些空間材料的研究，有助于加深對材料制備過程物理本質的認識，指導和改進地面材料的制備工藝，具有潛在的重大經濟效益。

目前，“神舟”三号飛船軌道艙仍然在軌飛行。軌道艙上裝載的中國第一台中分辨率成像光譜儀，将進行大範圍的海洋、陸地和大氣的多光譜遙感實驗，還有太陽紫外光譜儀、太陽常數監測器、地球輻射收支儀等地球環境監測儀器試驗和空間環境高層大氣監測等。這些儀器将随飛船軌道艙進行約半年的在軌實驗和應用研究。