成果簡介

　　2003年10月15日9時(shí)整，由長征二號(hào)F運(yùn)載火箭承擔(dān)發(fā)射任務(wù)的“神舟五號(hào)”飛船搭載航天員楊利偉在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。飛船在軌運(yùn)行14圈，歷時(shí)21小時(shí)23分，其返回艙于2003年10月16日6時(shí)23分返回內(nèi)蒙古主著陸場。“神舟五號(hào)”飛船由中國空間技術(shù)研究院負(fù)責(zé)研制，其飛行任務(wù)主要是考核載人環(huán)境，獲取航天員空間生活環(huán)境和安全的有關(guān)數(shù)據(jù)，考核工程各系統(tǒng)工作性能、可靠性、安全性和協(xié)調(diào)性。“神五”是中國載人航天工程發(fā)射的第五艘飛船，也是中華人民共和國發(fā)射的第一艘載人航天飛船，其成功發(fā)射不僅是中國航天事業(yè)在21世紀(jì)的一座新的里程碑，而且重塑了世界航天事業(yè)的新格局。

歷史背景

　　1992年1月8日，中央專門委員會(huì)召開會(huì)議研究中國載人航天問題，決定由國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)組織各方面專家，進(jìn)一步對載人飛船工程研制問題進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性論證。同年9月21日，中國政府正式批準(zhǔn)實(shí)施中國載人航天工程（代號(hào)為921工程），這是中國空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重大戰(zhàn)略工程之一，其核心是載人飛船，由中國空間技術(shù)研究院為主來進(jìn)行研制。1999年11月20日，第一艘試驗(yàn)飛船“神舟一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，21小時(shí)后，飛船成功著陸，這是我國航天工程的第一次飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著我國航天技術(shù)有了新的重大突破。隨后，相繼發(fā)射了“神舟二號(hào)”“神舟三號(hào)”“神舟四號(hào)”三艘飛船，這些飛船有一個(gè)共同的特征：它們都是無人飛船。“神舟”系列無人飛船技術(shù)的日益完善使得中國第一艘載人航天飛船“神舟五號(hào)”的研制提上日程。

創(chuàng)新歷程

　　早在20世紀(jì)50年代，蘇、美就已經(jīng)實(shí)施了載人航天工程，而中國的載人航天工程卻在90年代才開始起步。40年的差距并沒有擊敗科研人員的信心，反而更加激發(fā)了中國迎頭趕上的信念。從1999年第一艘無人飛船到2003年第一艘載人飛船的發(fā)射，中國的科研人員突破了載人飛船再入升力控制、應(yīng)急救生、軟著陸等13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，一步邁過了美蘇40年發(fā)展歷程，實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展。

　　“神舟五號(hào)”載人飛船起點(diǎn)高，第一步就可搭載三人。“神舟五號(hào)”與四號(hào)飛船基本相似，由推進(jìn)艙、軌道艙、返回艙和附加段組成。所不同的是五號(hào)的頭部是圓柱體，而四號(hào)的頭部是半球體。“神舟四號(hào)”飛船里面裝滿了實(shí)驗(yàn)儀器和物品，而“神舟五號(hào)”載人飛船艙內(nèi)只有航天員，幾乎是空蕩蕩的，為的是盡可能給航天員留出空間。同時(shí)，飛船的適用性很強(qiáng)，可以一船多用，飛船軌道艙既能進(jìn)行對地觀測，又能作為未來空間交會(huì)對接的一個(gè)飛行器。國外發(fā)射飛船是一次連續(xù)發(fā)射兩艘，而中國的方案是先發(fā)射一艘，其留軌艙與下一個(gè)飛船進(jìn)行交會(huì)對接。在運(yùn)載能力方面，“神五”的起飛重量遠(yuǎn)大于美國的“水星號(hào)”和蘇聯(lián)的“東方號(hào)”；在艙體結(jié)構(gòu)方面，“神五”的構(gòu)形具有更多的功能；在艙段間的電、氣路連接和分離技術(shù)等方面，“神五”也更復(fù)雜；在電源方面，“神五”采用了太陽電池陣，這比“水星號(hào)”和“東方號(hào)”的電源系統(tǒng)技術(shù)有很大改進(jìn)。

　　與神舟系列的無人飛船不同，保障航天員的安全成了“神舟五號(hào)”研發(fā)工作的重中之重。所以，飛船采用了升力式再入返回，由GNC分系統(tǒng)進(jìn)行再入過程中的升力控制，這比國外采用的彈道式再入更為先進(jìn)，可以大大提高飛船返回著陸點(diǎn)的精度，減輕航天員返回地面時(shí)所承受的過載痛苦。為了試驗(yàn)航天員環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)，國外的載人飛船是從搭載小動(dòng)物開始的，而我國卻采用了先進(jìn)的現(xiàn)代裝置——模擬假人，模擬“航天員”所消耗的氧氣與排除的二氧化碳，通過先進(jìn)的地面醫(yī)監(jiān)臺(tái)測試“航天員”的生理信號(hào)變化。

　　眾所周知，航天飛船是依靠火箭來運(yùn)載的，而運(yùn)載“神五”的火箭便是“長征二號(hào)F型”捆綁式火箭。這是中國航天史上第一次用于載人航天的全新運(yùn)載火箭。要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)當(dāng)時(shí)中國重量最大、長度最長、系統(tǒng)最為復(fù)雜的火箭，中國航天科技集團(tuán)載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠說道：“這是一件涉及面比較廣，而且難度也是非常大的事情。”“長征二號(hào)F型”捆綁式火箭首次在國內(nèi)采用了55項(xiàng)新技術(shù)，其中的火箭故障檢測系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)等關(guān)鍵性技術(shù)，屬于世界性難題。中國空間技術(shù)研究院的研發(fā)人員們迎難而上，數(shù)百種火箭故障模式及逃逸判據(jù)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載火箭在待發(fā)階段和上升階段發(fā)生故障時(shí)的自動(dòng)檢測、自動(dòng)故障診斷，并能發(fā)出故障信息給逃逸系統(tǒng)，實(shí)施航天員自動(dòng)逃逸和地面指令逃逸，這一技術(shù)達(dá)到了當(dāng)時(shí)的國際先進(jìn)水平。

為了確保首次載人飛行任務(wù)圓滿成功，2003年又重點(diǎn)安排了大量可靠及安全性驗(yàn)證試驗(yàn)，如飛船、火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試車，飛船各種火工機(jī)構(gòu)、各種活動(dòng)部件的壽命及可靠性試驗(yàn)，電子設(shè)備的綜合應(yīng)力試驗(yàn)等，還特別重試了與航天員安全相關(guān)的飛船艙內(nèi)有害氣體消除和防護(hù)、脈沖噪聲、緩沖性能試驗(yàn)及著陸沖擊試驗(yàn)等。

重大意義和深遠(yuǎn)影響

　　2003年10月15日的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，隨著一陣地動(dòng)山搖的轟鳴，“長征二號(hào)F型”運(yùn)載火箭托舉著“神舟五號(hào)”載人飛船，直刺蒼穹。中國首位航天員楊利偉代表中華民族開始了首次太空之旅，并幾次向地球展示了五星紅旗。“神舟五號(hào)”載人飛船自點(diǎn)火升空那一刻起，就把全世界的“注目”和“焦點(diǎn)”都聚集在這里了。“神五”的成功發(fā)射標(biāo)志著中國成為繼前蘇聯(lián)（俄羅斯）和美國之后，第三個(gè)獨(dú)立掌握載人航天技術(shù)的國家。“神舟五號(hào)”載人航天飛行任務(wù)實(shí)現(xiàn)了中華民族千年飛天的愿望，是中華民族智慧和精神的高度凝聚，也為我國研制載人登月飛船奠定了基礎(chǔ)。