飞船应用系统

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飞船应用系统是一个实用性的系统，它与人们的生活、环境息息相关。飞船应用系统的主要任务是利用载人飞船的空间实验支持能力，开展对地观测、环境监测，进行材料科学、生命科学、空间天文、流体科学等实验，安装有多项任务的上百种有效载荷和应用设备，飞船试验阶段的应用属试验性质，实验内容非常广泛，研究成果将广泛用于医药发展、食品保健、防治疑难病症以及工业、农业等各行业之中。载人飞船系统采用由轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱、两对太阳电池帆板构型和升力控制返回、圆顶降落伞回收方案。其中轨道舱位于飞船的前部，装有船上各分系统为飞船自主飞行和留轨飞行工作所需的设备及有效载荷。

从1992年以来，应用系统完成了近200台全新有效载荷的研制，共200多台次有效载荷设备分别参加了“神舟”一号至“神舟”五号飞船的发射和在轨试验，取得了圆满成功；地面应用中心的接收、预处理、监控管理等系统全部无故障运行。建成了系统集成测试平台、有效载荷应用中心和空间环境预报中心，开展了67个课题的科学研究，创造了100多项具有自主知识产权的新技术、新方法，取得了丰硕的科技成果。

在对地观测方面，应用系统为我国成功地研制出中分辨率成像光谱仪、多模态微波遥感器、地球辐射收支仪、太阳紫外光谱监视器、太阳常数监测器等一批先进空间遥感器。其中，“神舟”三号中分辨率成像光谱仪，是继美国1999年发射MODIS之后进入空间的第二台中分辨率成像光谱仪，图像质量清晰，光谱分辨率好，应用部门已利用这些成果开展试验性应用研究，对其评价认为:“这标志着我国可见光和近红外遥感上了一个新的台阶，我国可见光和近红外遥感技术已跨入美国和欧共体等国际上先进行列”；“神舟”四号多模态微波遥感器，在轨运行取得大量具有应用价值的科学数据，一举试验成功微波辐射计、微波高度计和微波散射计，是我国空间遥感技术的重要突破；配合微波高度计的飞船精密定轨，达到我国低轨道空间飞行器全球定轨的最高精度；卷云探测仪具有探测大面积卷云和薄卷云的能力，结果超出预期，受到用户的高度评价；为我国首次实现对全球环境重要参数绝对量的探测，对太阳和地—气紫外、太阳常数和地球辐射收支状态等进行了系统监测，观测成果达到国际水平。

在空间生命及微重力科学领域，研制了一批先进的实验装置，进行了数十项空间实验。其中微重力液滴热毛细迁移的空间实验和理论研究，达到国际领先水平；空间细胞培养、细胞电融合、蛋白质结晶、空间生物效应和空间连续自由流电泳，以及在空间微重力条件下进行的金属合金、氧化物晶体、半导体光电子材料的生长实验，也取得了丰硕的科学成果，部分已经达到国际先进水平。

在空间天文方面，在国内率先对宇宙及太阳的高能暴发现象进行空间观测，取得了γ射线暴探测研究的重要成果。载人航天工程一期空间科学计划的成功，使我国掌握了空间科学实验的重要关键技术，空间科学实验和探测水平跨上了一个新台阶。作为载人航天安全保障而安排的空间环境监测及预报研究，获取了大量有价值的飞船轨道空间环境参数，准确预报了对飞船发射有危害的流星暴事件和其他灾害性空间环境状态，保障了飞船和航天员的安全，建立了空间环境预报中心，有力地推动了我国空间环境预报保障体系的建设和发展，同时促进了相关学科的研究水平。

载人飞船系统

载人飞船构造：

一，轨道舱呈圆桶形状，是航天员工作、生活和休息的地方。轨道舱调整了舱内布局设计以便安装应用系统设备及航天员食品和饮用水装置。轨道舱的后端底部设有舱门，航天员通过这个舱门可以进入返回舱。轨道舱外部两侧装有两个像鸟儿翅膀一样的太阳电池翼，轨道舱所需要的电能就是由这两个电池翼提供的。

二，返回舱是载人飞船唯一返回地球的舱段，飞船起飞、上升到入轨及返回着陆时，航天员都在返回舱内。神舟六号的返回舱形状像钟，其舱门与轨道舱相连，航天员通过这个舱门，可以进入轨道舱。返回舱是飞船的指挥控制中心，舱内安装了航天员的座椅。飞船在起飞、上升和返回地面时，航天员躺在座椅上的。返回舱内还安装了飞行中需要航天员监视和操作的仪器设备，航天员通过这些仪表可以随时判断、了解飞船的工作情况，还可以在必要时人工干预飞船的系统和设备的工作。

三，推进舱形状也是圆柱形的，舱内安装推进系统发动机和推进剂，其使命是为飞船提供姿态高速和进行轨道维持所需的动力，飞船电源、环境控制和通信等系统的一部分设备也安装在这里。推进舱外部两侧也安装了两个太阳电池翼，为飞船提供所需的电能。

载人飞船的轨道舱和返回舱都是密封的舱段，舱内与外界完全隔绝，内部安装的环境和生命保障系统，将为航天员提供一个与地球环境一样的舒适生活环境。另外，还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口，一个用于航天员观察窗外的情景，另一个供航天员操作光学瞄准镜观察地面驾驶飞船。

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运载火箭系统

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神舟七号将使用长征2F火箭进入太空。目前火箭已经抵达发射基地。专家一致认为，火箭功能及性能满足工程总体和飞行任务要求；产品技术状态受控，研制质量良好，出现的质量问题已经全部归零或有不影响飞行任务的明确结论；完成了规定的可靠性安全性项目试验，各项准备工作满足载人航天飞行产品出厂放行准则的要求。

长征2F运载火箭主要技术指标：

火箭的可靠性为0．97，安全性为0．997：0．97的可靠性就是说100次发射里，只有3次火箭可能出现问题；0．997的安全性是指火箭出现1000次问题里，可能有3次会危及航天员的生命安全。这是载人火箭的特性。一般的商用火箭可靠性为0．91到0．93，没有安全性要求。

火箭起飞重量为479吨：火箭加上飞船重量约44吨，其它的都是液体推进剂。因此，火箭的90％都是液体，比人体含水量还大。水通常占人体的60％到70％。

飞船重量为8吨多，占船箭组合体起飞重量的六十二分之一：要把一公斤的东西送入轨道，就得消耗62公斤的火箭。神舟六号飞船比神舟五号在重量上有所增加，因此发射神六的火箭也重了不少。

火箭芯级直径为3．35米：古罗马人使用两匹马拉的车，车轮在石板路上磨出两道沟。由于车轮宽窄不一样，路上留下了不同宽窄的沟。后来他们想把轮距统一起来，就把两匹并排的马屁股当成标准，即1．435米，后来英国人修铁路也把铁轨轨距定为1．435米，并被各国沿用。按照这个轨距修建的铁路，能够运输的货物最宽为3．72米，去掉车厢外壳，只剩下3．35米。因此，用标准铁路进行运输的火箭最大直径只能达到3．35米。

火箭入轨点速度为每秒7．5公里：这个速度是音速的22倍。我们通常说的“十里长街”，是指北京建国门至复兴门的距离，长6．7公里。每秒7．5公里的速度，相当于1秒钟内从长安街东头跑到西头。

火箭轨道近地200公里，远地350公里：地球半径6400公里，火箭轨道与地球的距离，仅为地球半径的几十分之一。如果站在地球外面看，飞船就像贴着地面在飞行。

发射场系统

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载人航天发射场的基本任务是，为运载火箭、飞船、有效载荷提供满足技术要求的转载、总装、测试及运输设施；为航天员提供发射前的生活、医监、医保和训练设施；为载人飞船发射提供全套地面设施；组织、指挥、实施载人飞船的测试、发射及飞行上升段的指挥、调度、监控、显示和通信；组织、指挥、实施待发段和上升段的应急救生；完成运载火箭上升段的跟踪测量和安全控制；为航天指挥控制中心提供有关参数和图像；提供载人航天发射区的后勤服务保障。

　酒泉发射场建在戈壁沙漠的绿洲上，西依山，东临河，是当年聂荣臻元帅亲自挑选的一块风水宝地。至今，一提起酒泉卫星发射中心，许多人都会以是在酒泉。其实酒泉发射中心位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内，这里距离酒泉还有210公里。当时以“酒泉”命名，一是因为当时各国导弹卫星发射场起名时均避开真实地址，二是发射场地处茫漠戈壁，很难选一个有知名度的地名，而酒泉是与发射中心距离最近，且在历史上是有名的城市。

酒泉卫星发射中心又称“东风航天城”，是中国科学卫星、技术试验卫星和运载火箭的发射试验基地之一，是中国创建最早、规模最大的综合型导弹、卫星发射中心，也是中国目前唯一的载人航天发射场。随着任务的变化，发射场在神七任务中不仅要为舱外航天服提供测试环境和技术保障，还要重新制定测试和发射流程，把舱外航天服与飞船的联试、舱外航天服与火箭的联试等纳入测试流程。

测控通信系统

在“神舟”飞船七大系统中，测控与通信至关重要。打个比方，航天器好比是风筝，测控站和分布在三大洋的远洋测量船就是牵住风筝的那一根线，地面的控制系统就像放风筝的人，测控与通信总体方案设计水平的高低，直接关系着载人航天工程的成败。

当运载火箭发射和载人飞船上天飞行以及返回时，需要靠测控通信系统保持天地之间的经常性联系，完成飞船遥测参数和电视图像的接收处理，对飞船运行和轨道舱留轨工作的测控管理。这个测控通信系统由北京航天指挥控制中心、陆上地面测控站和海上远望号远洋航天测量船队组成，执行飞船轨道测量、遥控、遥测、火箭安全控制，航天员逃逸控制任务额。

我国航天器测控系统已经形成了以西安卫星测控中心为中枢，以十多个固定台站、活动测控站和远望号测量船为骨干的现代化综合测控网。在载人航天工程中，我国的飞船测控系统使用了统一S波段系统，通过同一套发射机和天线系统、接收设备发送或接收遥测和遥控信号以及话音和电视信号。探月的号角吹响后，我国的航天测控网又开始建设探月测控系统，月球探测二期工程将建设35米口径天线深空测控网，提高我国深空测控的能力。未来我国还将进一步加强深空测控领域的国际合作。

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着陆场系统

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飞船着陆场系统是指担负对飞船再入轨迹的捕获、跟踪和测量，搜索并回收返回舱，以及对航天员出舱后进行医监医保、医疗救护和紧急后送等相关分系统的总称。

着陆场是我国载人航天工程新增加的一个系统。着陆场系统的主要任务是：飞船在太空飞行后，从返回舱再入大气层开始，利用先进的无线电测量系统，对目标进行捕捉、分析和落点预报，然后组织迅速逼近返回舱，并且对返回舱进行处置，且将其安全运回基地。着陆场系统还包括：飞船上升段陆上和海上应急返回搜救分系统，在海上救生区部署了专门的打捞救生船和直升机，配备了能在复杂海况下打捞漂浮在海面上的返回舱的设备。

要让在300多千米高空飞行的飞船准确降落在旋转着的地球上的预定地点，肯定不是一件简单的事情，它需要多种技术保障，要有非常可靠的控制系统、跟踪系统和安全的着陆场系统。前苏联曾有一次飞船返回时，因控制系统发生偏差，飞船偏离预定着陆点1000多千米。结果当飞船降落到距地面一定高时，3名宇航员从飞船弹射出来后(那时是乘降落伞着地，不是乘飞船直接着地)，有两个宇航员落地了，还有一个宇航员掉到了森林里。由于直升机无法在森林着陆，只得专门派伐木工人紧急赶至现场，开辟一个停机坪，让直升机降落才把人救走。当时天气很冷，航天员在森林里冻了一天一夜，差点冻死。所以除了对飞船的控制、跟踪技术非常重要外，飞船着陆场地的选择和建设也是非常有讲究的。

当然，飞船的着陆场不是像跳伞员降落地点那样，在一块平坦的地面上画个圈，做个明显标志，跳伞员自己控制降落伞，落到里面就行了的。飞船着陆场的选择远不是这样简单，而且它的建设是一个非常复杂的系统。