火箭發(fā)射衛(wèi)星升空載人飛船.ppt

飛出太空 出版 水田小學(xué)出版社主編 劉瑋 中國人在人類航天事業(yè)中并非開拓者 而是后來者 但是 中國的航天事業(yè)是獨立建立起來的 火箭發(fā)射 衛(wèi)星升空 載人飛船 無一不凝聚著廣大科學(xué)工作者的心血和汗水 在不同時期 我國涌現(xiàn)了眾多自己的 航天英雄 神舟 中國飛船的名字 獨一無二 舉世矚目 目錄 神舟一號 神舟二號 神舟三號 神舟八號 天宮一號 交接 神舟五號 1999年11月20日北京時間凌晨6時30分3 5秒 神舟一號試驗飛船在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射 火箭起飛后飛行111秒逃逸塔分離 123秒四個助推器分離 155秒一二級分離 197秒整流罩分離 454秒二級關(guān)機 569秒二級游機關(guān)機 572 5秒船箭分離后 飛船在青島西南部海洋上空入軌 發(fā)射段 長征二號F 運載火箭各級飛行正常 地面測控正確 北京中心入軌十分鐘后的計算結(jié)果表明 飛船準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道 軌道傾角為42 564度 近地點高度200 04千米 遠地點348 715千米 軌道周期5391 437秒 飛船入軌后 北京中心對飛船工況進行了監(jiān)視 遙測數(shù)據(jù)表明 飛船建立軌道飛行姿態(tài)正確 太陽電池帆板展開正常并準(zhǔn)確捕獲太陽 飛船工作正常 運行段飛行第3圈時 北京中心計算并通過喀什站向飛船注入了試噴控制參數(shù) 飛行第5圈經(jīng)過太平洋遠二測量船上空時 飛船發(fā)動機試噴成功 北京中心根據(jù)試噴后的外測數(shù)據(jù)進行了控后軌道改進及返回參數(shù)和控制量計算 飛船控制分系統(tǒng)根據(jù)發(fā)射段 試噴過程及前10圈對陀螺工程遙測參數(shù)的監(jiān)視 確認(rèn)陀螺工作正常 飛船第15圈采用升力式返回 飛船第13圈在經(jīng)過渭南 青島上空時 兩地面站進行返回控制數(shù)據(jù)注入沒有成功 北京中心根據(jù)實際情況 馬上通知在大西洋的遠三測量船 準(zhǔn)備14圈飛船進入其測控區(qū)時進行數(shù)據(jù)注入 遠三測量船及時捕獲飛船并注入成功 飛船在軌運行第14圈 于21日凌晨2點53分在南大西洋遠三測量船上空準(zhǔn)時進行第一次調(diào)姿 軌道艙與返回艙 推進艙聯(lián)合體分離 然后進行第二次調(diào)姿并點火制動成功 準(zhǔn)確進入返回軌道 在巴基斯坦南部卡拉奇站上空140千米高度返回艙與推進艙分離 再入大氣層 3點20分左右 直升機目視發(fā)現(xiàn)目標(biāo) 地面電掃雷達于3點24分發(fā)現(xiàn)目標(biāo) 返回艙降至10 8千米高度時 降落傘打開 離地約1 2米時緩沖火箭點火 返回艙于3點41分正常軟著陸 地面搜索車輛在4點20分找到返回艙 實際落點距理論落點偏差12千米 神舟一號 返回 神舟二號飛船由中國航天科技集團所屬的中國空間技術(shù)研究院和上海航天技術(shù)研究院為主研制 發(fā)射神舟二號飛船的 長征二號F 運載火箭 這次發(fā)射是長征系列運載火箭第65次飛行 也是1996年10月以來我國航天發(fā)射連續(xù)第23次獲得成功 長征二號F 運載火箭由集團所屬的中國運載火箭技術(shù)研究院研制 中國科學(xué)院 信息產(chǎn)業(yè)部等部門的有關(guān)研究單位 研制了用于空間科學(xué)實驗與應(yīng)用研究的船載儀器和設(shè)備 飛船在軌運行期間 在北京航天指揮控制中心的統(tǒng)一調(diào)度和指揮下 西安衛(wèi)星測控中心有關(guān)測控站和 遠望 號遠洋航天測量船隊 將對 神舟二號 飛船進行持續(xù)跟蹤 測量與控制 在本次飛行任務(wù)中 我國首次在飛船上進行了微重力環(huán)境下空間生命科學(xué) 空間材料 空間天文和物理等領(lǐng)域的實驗 其中包括 進行半導(dǎo)體光電子材料 氧化物晶體 金屬合金等多種材料的晶體生長 進行了蛋白質(zhì)和其他生物大分子的空間晶體生長 開展了植物 動物 水生生物 微生物及離體細胞和細胞組織的空間環(huán)境效應(yīng)實驗等 據(jù)了解 飛船在軌飛行期間 各種試驗儀器設(shè)備性能穩(wěn)定 工作正常 取得了大量寶貴的飛行試驗數(shù)據(jù)和科學(xué)資料 圓滿完成了預(yù)定試驗任務(wù) 神舟二號自主飛行期間主要進行了材料科學(xué) 生命科學(xué)試驗 同時穿插進行部分對地觀察設(shè)備的在軌測試試驗及空間天文 環(huán)境監(jiān)測儀器的試驗任務(wù) 留軌期間主要進行了對地觀測試驗 空間天文觀測和以高層大氣為主的空間環(huán)境監(jiān)測試驗 神舟二號 飛船有效載荷64件 包括返回艙15件 軌道艙12件 附加段37件 以空間觀測和科學(xué)實驗為主 主要包括 多工位空間晶體生長爐 空間晶體生長觀察裝置 空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置 空間通用生物培養(yǎng)箱 空間天文觀測系統(tǒng) 窗口組件 空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 微重力儀 有效載荷公用設(shè)備等 有效載荷配置飛船在軌162天 各項有效載荷按運行控制流程圓滿完成試驗任務(wù) 有關(guān)專家稱 神舟二號飛船的成功發(fā)射和返回 表明我國載人航天工程技術(shù)日臻成熟 為最終實現(xiàn)載人飛行奠定了堅實基礎(chǔ) 同時 利用飛船有效載荷開展的一系列空間科學(xué)試驗 是我國首次在自己研制并發(fā)射的飛船上進行多學(xué)科 大規(guī)模和前沿性的空間科學(xué)與應(yīng)用研究 這標(biāo)志著我國空間科學(xué)研究和空間資源的開發(fā)進入了新的發(fā)展階段 神舟二號 返回 這次發(fā)射的 神舟三號 飛船是一艘正樣無人飛船 飛船技術(shù)狀態(tài)與載人狀態(tài)完全一致 與第二次飛行試驗相比 主要是增加了逃逸和應(yīng)急救生功能 飛船具備待發(fā)段和上升段應(yīng)急救生功能 完善了備份傘子系統(tǒng) 運載火箭具備了故障檢測和逃逸功能 控制分系統(tǒng)采用了冗余技術(shù) 飛船裝載10項44臺有效載荷設(shè)備 其中返回艙13件 軌道艙11件 附加段20件 以對地觀測和科學(xué)實驗為主 主要包括 卷云探測儀 中分辨率成像光譜儀 地球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 多工位空間晶體生長爐 空間蛋白質(zhì)結(jié)晶裝置 空間細胞生物反應(yīng)器 空間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 窗口組件 有效載荷公用設(shè)備等 飛船自主飛行期間 空間應(yīng)用系統(tǒng)主要進行了材料科學(xué)和生命科學(xué)試驗 同時穿插進行部分光學(xué)遙感在軌測試試驗及地球環(huán)境探測和空間環(huán)境高層大氣監(jiān)測儀器的試驗任務(wù) 留軌期間主要進行中分辨率成像光譜儀 卷云探測儀和地球環(huán)境探測設(shè)備的光學(xué)遙感對地探測試驗 并進行空間環(huán)境層大氣監(jiān)測試驗 飛船中安裝了形體假人及人體代謝模擬裝置 醫(yī)監(jiān)設(shè)備和艙內(nèi)輻射環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等 并進行了相應(yīng)試驗 飛船上裝有的人體代謝模擬裝置 擬人生理信號設(shè)備以及形體假人 能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動參數(shù) 飛船在軌飛行期間 各分系統(tǒng)和有效載荷性能穩(wěn)定 運行良好 取得了大量寶貴的飛行試驗和科學(xué)實驗數(shù)據(jù) 圓滿完成了預(yù)定試驗任務(wù) 其中 飛船擬人載荷提供的生理信號和代謝指標(biāo)正常 驗證了與載人航天直接相關(guān)的座艙內(nèi)環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng) 證明這套系統(tǒng)完全能滿足載人的醫(yī)學(xué)要求 飛船軌道艙繼續(xù)在軌運行 并進行多光譜對地遙感觀測和地球環(huán)境監(jiān)測等空間科學(xué)和應(yīng)用試驗 中國載人航天工程有關(guān)負責(zé)人指出 神舟三號飛船的成功發(fā)射和返回 表明我國載人航天工程技術(shù)日臻成熟 為最終實現(xiàn)載人飛行打下堅實基礎(chǔ) 同時也表明我國利用飛船開展空間科學(xué)研究和空間資源開發(fā)進入了新的發(fā)展階段 對促進我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展和國民經(jīng)濟建設(shè)有著重要的意義 神舟三號 返回 本次飛行任務(wù)由一名航天員擔(dān)任指令長兼駕駛員 飛行期間航天員不進入軌道艙 不脫航天服 并按預(yù)先規(guī)定的程序和地面指揮手動補發(fā)船箭分離 帆板展開 推返分離等指令 完成飛船狀態(tài)監(jiān)視 血壓測量 攝影攝像 飲食睡眠等工作 自主飛行段正常飛行時間為1天 飛船入軌后第五圈變軌 第14圈制動返回主著陸場 具有第2天 第3天返回的能力 飛船軌道艙留軌飛行半年 主載荷為CCD詳查相機 組織實施按照白天發(fā)射 白天回收的原則進行 飛船具備自主應(yīng)急返回的能力 在應(yīng)急情況下允許航天員返回全球預(yù)定的10個應(yīng)急著陸區(qū) 具備人工控制返回功能 在自動返回系統(tǒng)失效的情況下 航天員可以手動控制返回地面 航天員的選拔 訓(xùn)練工作已經(jīng)完成了基礎(chǔ)理論和專業(yè)技術(shù) 飛行程序與任務(wù)模擬 航天環(huán)境適應(yīng)性 救生與生存等學(xué)習(xí)與訓(xùn)練 人船聯(lián)合測試項目 飛船訓(xùn)練模擬器和手控訓(xùn)練模擬器訓(xùn)練 6月末根據(jù)考核情況 優(yōu)選出6名預(yù)備航天員進行強化訓(xùn)練 9月完成強化訓(xùn)練后確定首次載人飛行3人航天員梯隊 發(fā)射場 測控通信 著陸場系統(tǒng) 根據(jù)前四次飛行試驗的情況 進一步完善了技術(shù)狀態(tài) 落實了任務(wù)實施方案 按計劃進行設(shè)備的復(fù)檢 標(biāo)定 維護 進行演練 聯(lián)調(diào) 對航天員實施醫(yī)監(jiān)醫(yī)保和醫(yī)療救護的方案已經(jīng)確定 這幾個系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作在9月底完成 確保10月執(zhí)行任務(wù) 為了確保首次載人飛行任務(wù)圓滿成功 工程總體在2003年又重點安排了大量的可靠性 安全性驗證試驗 如飛船 火箭的發(fā)動機可靠性試車 飛船各種火工機構(gòu) 火工裝置的點火試驗 各種活動部件的壽命及可靠性試驗 電子設(shè)備的可靠性增長試驗 綜合應(yīng)力試驗 飛船防火 防潮 防結(jié)露措施驗證試驗等 針對無人飛行試驗無法考核的人工手動功能 安排了地面大量仿真和試驗 如 火箭逃逸仿真 飛船應(yīng)急救生和在軌自主應(yīng)急返回仿真 人工控制功能仿真 系統(tǒng)級故障模擬與對策驗證仿真等 特別重視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 脈沖噪聲 座椅提升和緩沖性能試驗及著陸沖擊試驗等 從1999年到2003年 我國先后成功地發(fā)射了四艘無人飛船和一艘載人飛船 突破了載人飛船再入升力控制 應(yīng)急救生 軟著陸 GNC故障診斷 艙段間分離 防熱等13項關(guān)鍵技術(shù) 作為我國高技術(shù)領(lǐng)域的跨世紀(jì)工程 神舟飛船總體性能優(yōu)越 達到了20世紀(jì)90年代國際先進水平 神舟飛船 三艙一段 的結(jié)構(gòu)與總體方式具有鮮明的中國特色 神舟飛船起點高 一步到位 智能化程度較高 雖然中國載人航天工程起步較晚 但并不是從 加加林 時代的飛船起步 先搞無人飛船 再搞單人飛船 最后才是多人飛船 而是一步邁過美蘇的四十年發(fā)展歷程 實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展 國外載人飛船是從搭載小動物開始試驗航天員環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)的 我國則采用了先進的現(xiàn)代裝置 模擬假人 模擬 航天員 所消耗的氧氣與二氧化碳 通過先進的地面醫(yī)監(jiān)臺測試 航天員 的生理信號變化 此外 我國神舟飛船的起飛質(zhì)量和座艙最大直徑 都遠遠大于美國 水星 號和蘇聯(lián) 東方 號 神舟飛船的構(gòu)形比 水星 號和 東方 號的兩艙構(gòu)形具有更多的功能 在艙段間的電 氣 液路連接與分離技術(shù)等技術(shù)方面也更復(fù)雜 在電源方面神舟飛船采用了太陽電池陣為主的電源方案 這比 水星 號 東方 號的電源系統(tǒng)技術(shù)上有了很大的進步 尤其是神舟飛船采用了升力式返回再入 由GNC分系統(tǒng)進行再入過程中的升力控制 這是比彈道式再入更為先進的返回方式 可以大大提高飛船返回著陸點的精度和降低再入過載峰值 減輕航天員返回地面時承受過載的痛苦 神舟飛船與20世紀(jì)90年代國外的先進載人飛船相比 從再入方式 著陸精度和再入過載峰值等指標(biāo)上大致與聯(lián)盟TM飛船相當(dāng) 并為航天員的工作和生活創(chuàng)造了更為舒適的環(huán)境 神舟五號 返回 酒泉11月1日電北京時間11月1日清晨5時58分07秒 中國 長征二號F 遙八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場點火發(fā)射 火箭飛行583秒后 將 神舟八號 飛船成功送入近地點200公里 遠地點330公里的預(yù)定軌道 中國載人航天工程總指揮常萬全隨后在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心宣布 神舟八號 飛船發(fā)射圓滿成功 神舟八號 飛船為改進型載人飛船 它全長9米 最大直徑2 8米 起飛質(zhì)量8082公斤 具備自動和手動交會對接功能 發(fā)射升空后將與正在軌穩(wěn)定運行的 天宮一號 目標(biāo)飛行器進行交會對接 實施中國載人航天首次空間交會對接任務(wù) 長征二號F 遙八運載火箭全長58 3米 起飛質(zhì)量497噸 運載能力為8130公斤 其在 長征二號F 火箭基礎(chǔ)上進行多項改進 具有運載能力更高 入軌精度更高 可靠性更高等特點 此次 神舟八號 飛船發(fā)射 是中國 長征 系列運載火箭第149次航天飛行 神舟八號 返回 對接試驗作用兩個航天器在太空對接對載人航天活動來講有重要意義 從目前來看太空對接的意義有三 一是蘇聯(lián)在軌組建大型空間站的計劃實現(xiàn) 二是在美國載人登月計劃中對接技術(shù)有重大作用 三是可在太空進行國際合作 聯(lián)合起來進行載人航天活動 2 對接試驗含義太空對接是指兩個或兩個以上的航天器在太空飛行時連接起來 形成更大的航天器復(fù)合體 去完成特定任務(wù) 它主要由航天器控制系統(tǒng)和對接機構(gòu)完成 3 對接天宮一號以后做什么 我國今明兩年將進行兩次太空對接全國政協(xié)委員 中國運載火箭技術(shù)研究院黨委書記梁小虹7日在接受記者采訪時表示 中國在2010年和2011年將連續(xù)進行兩次太空對接 為以后建立空間站進行準(zhǔn)備 梁小虹透露 從2010年第四季度到2011年10月 中國將連續(xù)使用長征2F改進型火箭發(fā)射天宮一號 神舟八號和神舟九號飛船 其中 神州八號是無人飛船 神州九號是載人飛船 天宮一號作為目標(biāo)飛行器 將連續(xù)和神八 神九進中國未來航天器太空對接想象圖行對接 一次無人對接 一次有人對接 兩種對接技術(shù)都得到驗證 這就為以后建立空間站打下良好的基礎(chǔ) 梁小虹說 梁小虹表示 連續(xù)發(fā)射天宮一號 神八和神九 對中國火箭發(fā)射技術(shù)提出了更高的要求 他表示 這次完成連續(xù)發(fā)射 設(shè)計和生產(chǎn)周期短 從現(xiàn)在起到2010年10月只有不到兩年的時間 我們要完成所有的大型地面實驗和所有的零部件組裝生產(chǎn) 任務(wù)十分艱巨 同時 這次連續(xù)發(fā)射要求火箭必須按時發(fā)射 不能延遲 否則將無法順利完成對接目標(biāo) 梁小虹告訴記者 去年神舟七號發(fā)射成功之后 中國火箭研制技術(shù)人員就立刻投入到新型火箭的研制之中 以保證新的發(fā)射任務(wù)的圓滿完成 天宮一號 返回 天宮一號將分別與神舟八號 九號 十號飛船進行交會對接天宮一號飛行的主要任務(wù)是 為實施航天器空間交會對接飛行試驗 突破和掌握航天器交會對接技術(shù) 提供交會對接目標(biāo) 初步建立長期在軌獨立運行 短期有人照料的載人空間試驗平臺 進行航天員空間駐留試驗 為空間站研制積累經(jīng)驗 進行空間環(huán)境和空間物理探測 空間科學(xué)實驗 航天醫(yī)學(xué)實驗 空間技術(shù)試驗 發(fā)射天宮一號目標(biāo)飛行器后 將依次發(fā)射神舟八號 神舟九號 神舟十號飛船與其進行交會對接 其中 神舟八號飛船不載人 神舟九號飛船是否載人 將根據(jù)神舟八號任務(wù)評估情況決策 神舟十號飛船執(zhí)行載人飛行 天宮一號是迄今為止我國壽命最長的低軌道飛行器天宮一號目標(biāo)飛行器是全新研制的載人飛行器 也是迄今為止我國低軌道飛行器中壽命最長的 可以說是個簡易的空間實驗室 天宮一號采用實驗艙和資源艙兩艙構(gòu)型 全長 米 艙體最大直徑 米 起飛重量 噸 設(shè)計在軌工作壽命 年 其中實驗艙可供 至 名航天員駐留 前端安裝被動式對接機構(gòu) 用于支持與飛船實現(xiàn)交會對接 資源艙為目標(biāo)飛行器提供動力能源 發(fā)射目標(biāo)飛行器的長征二號 火箭在原長征二號 火箭基礎(chǔ)上 新研制了直徑 米的整流罩 對助推器 控制系