神州大地建神舟

神州是中國第一艘載人航天飛船，它的誕生是為完成載人軌道飛行、交會對接技術和運送人員往返空間站而研製的載人航天項目。這艘宇宙飛船和俄羅斯的聯盟-TM有點相似，但體積稍大一些。神舟飛船第一次無人駕駛任務於1999年進行，第一次載人飛行於2003年發射。未來，神舟飛船還會作為中國空間站的運輸飛船而繼續服役。

中國在1992年就開有載人航天計劃了，目標是到2022年在LEO低地球軌道建造一個載人空間站。該計劃的第一階段需要開發一種載人航天器，可以將宇航員送入軌道，並將他們安全地帶回地球。神舟飛船於1999年11月20日進行了第一次無人駕駛試驗飛行，並於2003年10月將中國第一位宇航員楊利偉送入軌道。

神舟飛船結構

在初步研究階段之後，中國航天工業以俄羅斯聯盟-TM為模型，進行了三艙載人太空艙的合併設計。這艘飛船名為神舟號，擁有一個前軌道艙、一個可容納三名宇航員的再入艙和一個船尾服務艙。該飛行器的重量略低於8000公斤。

神舟宇宙飛船的主要開發合同授予了位於北京的CAST中國航天技術研究院，上海航天技術研究院SAST分擔了一些開發任務，包括飛船的服務模塊、動力系統、推進和對接系統。該航天器的環境控制系統和生命支持系統是由北京航天醫學與工程507研究所開發的。

電視頻道播出的神舟八號與天宮一號對接的圖象

毫無疑問，神舟宇宙飛船是我國科學進步的重要體現，也是我國空間站計劃的一個重要縮影，楊利偉作為中國第一位登上太空的宇航員更是令人記憶猶新。那麼神舟究竟如何製造，內部有什麼組成，這是我們共同的疑問，接下來，我們一起走進神舟內部，來看看中國的太空理想吧。

首先是軌道模塊，神舟總成前端的軌道艙用於運載包括空間廁所在內的關鍵設備，軌道模塊還可以為宇航員在軌道飛行期間的生活和科學實驗提供額外宜居空間。該模塊長2.80米，直徑2.25米，內部體積8立方米，單軌道質量為1500公斤。

2011年10月31日，在中國西北甘肅省酒泉市的酒泉衛星發射中心，一枚搭載神舟八號飛船的火箭正在研製

該模塊可以通過65釐米直徑的圓柱形艙口連接到再入模塊，在上升、交會對接和再入過程中這個模塊是密封的。位於艙旁的一個大圓柱形艙口允許宇航員在發射前進入航天器，在宇航員進行EVA太空行走任務期間，這裡也可以自由進入。在神舟早期的一些飛行任務中，軌道艙一側還有第三個較小的圓柱形艙口，可能是用來觀測地球的窗口。

另外，非常關鍵的是軌道艙配備了自己的獨立高度控制、推進、遙測和通信系統，軌道艙還有兩對較小的太陽能電池板和16個推進器。這一設計使該模塊在載人飛行任務結束後，還能夠在軌道上繼續以自動模式飛行6個月。

研究人員在甘肅省酒泉衛星發射中心內測試了中國第一個空間站艙天宮一號。中國於2011年9月29日發射了該實驗艙，為未來的空間站奠定了基礎，凸顯了中國成為一個主要航天大國的雄心壯志

從神舟8號任務開始，神舟飛船就開始配備apas式的對接端口了，除此之外神州8號還會配置軌道模塊前端和雷達自動會合對接系統。這些設計來源於俄羅斯的APAS-89，整個系統包括同體對接端口、無線電信標、應答器、通信天線、超高頻雷達、激光測距儀和電光跟蹤系統。

第二個我們要說的是再入模塊，再入模塊在飛行的上升和再入階段為機組人員提供完全加壓和可居住的生活區域。該模塊可容納聯盟式模製的座位，最多可容納三名機組人員，該艙擁有飛行儀表板、控制貼紙、潛望鏡和通訊系統，內部體積為8立方米，有兩扇窗戶讓宇航員觀察外面。

2012年4月14日，中國航天員聶海勝（後）和張曉光在北京航天城訓練

該模塊裝有8臺5牛控制發動機，2臺俯仰偏航推進器、2臺平移推進器和4臺滾動推進器，以便在重返大氣層時保持其飛行狀態。

在飛行下降階段，再入艙首先通過大氣層進行無動力但受控的彈道下降，其熱屏蔽保護端指向前方。模塊採用球形氣動力設計，其質量中心可以精確地偏離其對稱軸，以實現在自由落體期間的迎角。

2013年6月3日上午，由長征二號F運載火箭搭載的神舟十號飛船在甘肅酒泉發射場就位

服務模塊非常重要，它包括導航系統，通訊系統，飛行控制系統，熱控制系統，推進系統，以及電池，氧氣罐和推進劑罐。服務模塊還有一對可調節的太陽能電池板機翼，跨度17米，無論航天器的飛行狀態如何，自旋的太陽能陣列都能最大限度的獲得太陽能。

在安全方面，神舟擁有其發射逃生裝置，發射逃生系統包括髮射逃生塔、軌道模塊、下降模塊、有效載荷整流罩的上半部分和四個可摺疊的網格氣動襟翼。

在昆明的一個航空展上，神舟和天宮模型對接展示

神舟的環境控制和生命支持ECLSS系統極其優秀，ECLSS可以確保在整個飛行任務中為機上宇航員提供適宜居住和安全的環境。它由環境控制系統、供水和處理系統、宇航員廢物處理和收集系統、火災煙霧探測器和滅火系統組成。

神舟飛船可以製造和維持與地球相似的內部大氣，還可以模擬常規空氣。液體循環溫控裝置會將宜居艙內的溫度保持在17-25°C之間，空氣溼度保持在30-70%之間。空氣通風和淨化系統會檢測和吸收灰塵，二氧化碳和一氧化碳等氣體。

2012年6月15日，在中國甘肅酒泉衛星發射中心舉行的新聞發佈會上，展示了天宮一號空間實驗室艙（左）、神舟九號載人飛船（右）和三名中國宇航員的模型

中國空間站努力的開始，天宮一號

在中國太空計劃中，天宮空間站和神舟載人艙都同樣的重要。大家看到這裡，都對神舟飛船的各項模塊有了一個印象，接下來我們一起來看看天宮空間站，天宮空間站可能會成為繼神舟，嫦娥登月，載人航天等等傳奇之後的又一個傳奇。

中國載人航天實驗室天宮一號也被稱為目標飛行器，它的目標是利用天宮一號完善軌道交會技術和對接技術，並實驗短期軌道生活。在2011年11月至2013年3月期間，共進行了三次考察，包括一次無人駕駛任務和兩次載人飛行任務。天宮一號實驗室是一艘可以載人的臨時地球軌道空間站，宇航員可以在短期內訪問，天宮實驗室可在300至400公里的低地球軌道上以自動模式飛行。

天宮一號對接交匯渲染圖

天宮一號空間實驗室長10.4米，直徑3.35米，軌道質量8506公斤。天宮由兩個圓柱形部分組成：一個適合居住的實驗艙，內部空間為14.4立方米。天宮實驗室擁有推進、電力、生命維持及支持通訊系統的服務艙。

除此之外還有一對太陽能機翼，每個太陽能電池組由四個電池板組成，尺寸約為3.1x10米，太陽能陣列的平均功率為2.5千瓦，峰值可達6千瓦。和神舟飛船一樣，天宮實驗室的太陽能模塊配備了太陽能感測器，這個儀器可以控制太陽能模塊旋轉，以適應最大限度提高太陽曝光率，最大限度的獲得太陽能。

天宮一號內部圖片

天宮的主推進系統採用了兩臺比率主發動機，使用的是偏乙基肼和四氧化氮作為推進劑。模塊底部的八架遊標模塊用於精細機動，四對反應控制發動機安裝在服務模塊的外部，用於俯仰和偏航姿態控制機動。另外，天宮所研製的推進劑罐與神舟的推進劑罐是完全相同的，推進劑儲存在四個230升的儲罐中。

在對接任務期間，宇航員可以在天宮一號內進行一系列地球觀測和科學研究任務，這些科學載荷包括：

• 高光譜成像儀HSI：HSI是由長春光學、精細力學研究所和上海技術物理研究所開發的。該儀器位於實驗艙不能居住的部分，該成像儀可以在多個相鄰光譜波段同時收集圖像數據，以提供地球表面的豐富圖像數據。

天宮二號服務艙，圖片來源於中央電視臺

• 材料科學：天宮一號還攜帶了用於晶體生長實驗的有效載荷，所有實驗圖像和視頻數據可通過專用鏈路傳輸到地面。

• 空間環境探索：天宮一號攜帶探測了分析太陽高能粒子、地球大氣化學和電離層擾動的儀器。

中國空間站的進一步探索，天宮二號

2016年，在第一個空間實驗室天宮一號發射五年後，中國載人航天計劃921項目準備發射第二個模塊。在天宮一號成功發射後，天宮二號空間站有了更多改進，比如升級的系統和更多的功能。

天宮二號服務艙橫截面

天宮二號航天實驗室、神舟飛船和天舟一號飛船的飛行任務共同構成了“三步走”發展戰略的第二階段。中國於2016年第三季度發射天宮二號太空實驗室。隨後於2016年讓2名航天員進入太空並與天宮二號對接。宇航員乘坐神州11號和天宮二號停留30多天。神舟11號是在神舟10號的基礎上研製的，在軌道控制、RVD測量、再入和生命保障等方面做了一些改進，以滿足天宮二號任務的要求。

天宮2號艙在尺寸和外觀上與其前身幾乎相同，包括兩個圓柱形部分：一個適合居住的實驗艙，作為機組人員的主要生活區和實驗室，還有一個適合居住的服務艙，容納推進、電力、生命維持和通信系統。最後還有一對太陽能模塊，每個帶有4個太陽能電池板，天宮二號長10.4米，直徑3.35米，軌道質量約8600公斤。

天宮一號與天宮二號對接渲染圖

天宮二號艙室前端為宇航員提供了一個自由空間，供他們生活和實驗，其周圍的設計可以將熱量從內部系統輸送到外部散熱器熱管上。艙內有一個用於飛行控制和通訊的儀表板，一個可摺疊的桌子，宇航員可以在這裡實驗，還有兩個睡眠模塊。艙室的兩邊都有一扇窗戶，允許船員進行外部觀察，其餘部分裝了設備和科學實驗。

實驗艙後面是一個1.1m長的過渡段，該部分包含用於環境控制的氮氣和氧氣罐，還有水箱。氣體儲存在鋼合金球體中，壓力為21 MPa。

中國空間站計劃的幾個重要部分

天宮二號安裝了與神舟和天宮一號不同的推進系統，配備了490 N雙室主發動機，安裝了4臺小型後置點火發動機，為精細機動提供推力，除此之外天宮二號還有4套安裝在外面底部的小型發動機，用於俯仰和偏航控制，最後還有4臺滾轉控制推進器。

服務艙模塊還安裝了由中國航天技術研究院開發的機械手臂。10米長機械手臂的設計是為了幫助空間站的組裝和維護，在空間站周圍移動設備和補給，以及在EVA任務中支持宇航員。

天宮二號空間站渲染圖，來源：CCTV

天舟飛船，天宮的寶藏

天舟飛船的目的是為空間站提供補給品和貨物，天舟是我國自主開發的高載貨比的補給航天器。它由貨艙和推進劑艙組成，可根據空間站不同的貨物運輸要求，適應三種配置：壓力配置、半壓力配置和開放配置。目前，天州已經完成了推進劑加油裝貨技術的地面驗證工作。

就像國際空間站一樣，中國的空間站也需要不斷供應來自地球的食品、水和推進劑等消耗品。為了支持任務，中國設計人員在天宮一號空間實驗室模塊設計的基礎上，開發了天舟飛船。天舟飛船長10.6米，最大直徑3.35米。它的最大起飛重量是13.5噸，能夠運載超過6噸的補給品。

天舟一號貨運飛船在中國天津AIT中心接受測試

未來的中國空間站

中國空間站計劃的總體目標是建立一個由核心模塊、實驗模塊1和實驗模塊2組成的、能夠長期在軌道上飛行的空間站。在其他系統的幫助下，中國的空間站可以支持宇航員安全地生活在空間站的環境中，有效地進行空間科學實驗和空間技術測試。目前，中國空間站已經在一些關鍵技術上有了經驗。

中國空間站的三個模塊將由長征5B運載火箭發射，空間站預計在2020年至2021年建成。核心模塊首先發射，然後是實驗模塊1和實驗模塊2，經過交會、對接和重新定位後發射並連接到核心模塊，建立中國空間站的基本配置。中國空間站的設計壽命超過10年，通過在軌維修可以延長壽命。

如此溫馨的太空生活從何而來？向所有科學家，宇航員，參與制作的航天人，致敬！

這些年來，中國的航天人，科學家從未放棄建造屬於自己的空間站，無論有多少壁壘，科學家們始終如一，堅持本心，克服困難，迎難而上……現在我們已經突破諸多技術，天宮空間站的諸多實驗也已經完成，加油，航天人，加油中國航天。