神舟載人飛船

神舟飛船是中國載人航天工程（921工程）為了實現航太員天地往返而研製的一次性載人飛船，也是中國目前現役唯一的載人飛船，運載火箭為長征二號F火箭。神舟飛船於1999年首次發射，2003年首次載人飛行；2021年起，配合天宮空間站，神舟飛船每年常態化實施2次為期半年的飛行任務。

截至，神舟飛船共執行了23次任務（5次無人、17次載人及1次應急救援任務），將30名航太員，共47人次送入軌道，全部取得成功。神舟飛船在未來預計將被中國的新一代載人飛船「夢舟載人飛船」所取代。

2005年3月，一顆小行星被命名為小行星8256神舟星，以示紀念。

## 名稱

飛船的名稱由中國載人航天工程辦公室於1993年向參加飛船研製的各單位徵集，並於1994年初確定為「神舟」——意為「神奇的天河之舟」，又是中國古稱「神州」的諧音。當時其他名稱有「華夏」「九州」「騰龍」等。

## 概要

神舟系列載人飛船由推進艙、返回艙、軌道艙和可選的附加段構成，總長約9米，總重約8噸，在載人龍飛船示範2號完成前，曾是全世界內部空間最大的載人飛船。神舟飛船總體結構與俄羅斯的聯盟號飛船相似，但具有更大的尺寸、不同的外貌和更先進的內部設備。神舟飛船由專門為其研製的長征二號F火箭自酒泉衛星發射中心發射升空，回收地點曾為位於內蒙古中部的四子王旗著陸場，自2021年的神舟十二號任務起改為東風著陸場。

第一艘神舟飛船神舟一號（當時稱為「神舟號」）於1999年11月20日成功發射；第一艘載人神舟飛船神舟五號於2003年10月15日發射，實現中國首次載人航天飛行；2011年11月1日發射的神舟八號至神舟十號3艘飛船為其正式定型批量生產型號；隨著天宮空間站的發射，載人飛行進入每年2次的常態化飛行階段，神舟飛船也再次進入批量生產，2021年6月17日發射的神舟十二號至神舟十五號4艘飛船為同一批次型號；2023年5月30日發射的神舟十六號至神舟二十一號6艘飛船為新一批次升級型號；2025年11月25日發射的神舟二十二號開始的若干艘飛船又是另一個新的批次。

神舟飛船歷任總設計師為戚發軔（神舟一號至神舟五號）、張柏楠（神舟六號至神舟十一號）和賈世錦（神舟十二號起）。歷任總指揮為戚發軔（神舟一號）、袁家軍（神舟二號至神舟五號）、尚志（神舟六號至神舟八號）和何宇（神舟九號起）。

## 歷史

### 背景

20世紀60至70年代，中國曾經試圖進行中國首艘載人飛船「曙光一號」的研發，該項工程被命名為「714工程」。曙光一號的設計外觀類似美國雙子座飛船，為兩艙式，產出了設計草圖和全尺寸模型。但因為70年代綜合國力過於薄弱，工業製造及相關的工藝水平過低，714工程於1971年被下令暫停並最終取消。

1986年3月3日，隨著情勢穩定，王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允四位科學家，向中央提出了全面追蹤世界高科技的發展和制定中國發展高科技計劃的建議和設想。經過鄧小平批示，中華人民共和國國務院批准了《國家高技術研究發展計劃綱要》，根據提出的時間將其命名為863計劃。863計劃包含了七大領域，其中航太技術位列第二，獲國家撥款50億元，主題項目是：大型運載火箭及天地往返運輸系統、載人空間站系統及其應用。

1992年1月，國防科學技術工業委員會開始正式組織對載人航天工程進行技術經濟可行性論證。8月，中央專委審議了航太專家王永志為載人航天項目支持起草的《技術經濟可行性論證報告》，聽取了工程各大系統的基本研製方案和後續的發展規劃，並原則上同意了工程的實施。

1992年9月21日，中共中央政治局十三屆常委會第195次會議討論同意了中央專委《關於開展我國載人飛船工程研製的請示》，中國載人航天工程正式啟動，代號「921工程」。

在載人天地往返運輸系統的論證與研製階段，航太方面相關的專家之間曾出現過數次爭論。

### 太空梭與載人飛船之爭

在載人航天工程開始初步論證的80年代末至90年代初期，太空梭正處在世界航太界的黃金髮展期，對中國載人航天的論證產生了很大影響。對於天地往返運輸系統，有五種方案得到了較多的支持，分別為：多用途飛船、不帶主動力的小型太空梭、帶主動力的小型太空梭、垂直起飛水平著陸的兩級火箭飛機和水平起降兩級入軌的空天飛機，隨後在1988年7月，可選方案進一步縮小至多用途飛船和不帶主動力的小型太空梭。

對於這兩者，太空梭的支持者認為載人飛船已是落後技術，而太空梭代表著先進的發展方向，可以為中國的載人航天帶來高起點。而載人飛船的支持者認為中國尚不具備研製太空梭的技術條件，經濟能力也支撐不起太空梭的昂貴開銷，相比之下載人飛船的可行性更高。最終，載人飛船方案得到了包括錢學森在內的航太專家們的支持，在經過了1989年航空航天部主持召開的「飛船與小型太空梭比較論證會」後，航空航天系統內逐漸達成共識，確定採用載人飛船方案。

### 兩艙與三艙構型之爭

接下來，在載人飛船論證初期，專家之間對於採用類似俄羅斯「聯盟號」的三艙構型還是美國「雙子座」的兩艙構型產生了爭論。其中三艙構型，軌道艙可在分離後留軌繼續使用，因此優先考慮三艙，又分為返回艙在最上方，側壁掛硬通道與軌道艙連接的使用硬通道方案，和返回艙在中間的現方案。三者的特點分別為：

- 兩艙方案：優點為方便返回艙逃逸，缺點為返回艙必須做得較大，且必須搭載不必要的物品返回。
- 三艙硬通道方案：優點同樣為方便頂部的返回艙逃逸，缺點是硬通道空間難以利用，並且會降低返回防熱和在軌密封的可靠性。
- 三艙現方案：優點是返回艙尺寸與質量可以做小，缺點是發射段逃逸複雜，以及再入時艙體若無法分離下可能會難以控制姿態。

經過比較，返回艙在中間的三艙構型成為最終被採納的方案，而大小則比聯盟號稍大，柱型的軌道艙則更加不同於圓型的聯盟號。

### 早期研製歷程

神舟飛船研製期間進行了數百次試驗。為考核飛船三艙段分離的可靠性，進行了多次艙段分離試驗，包括15次軌道艙與返回艙的解鎖分離試驗，11次返回艙與推進艙的解鎖分離試驗；為考核返回艙降落傘性能，返回艙曾進行72次空投試驗。這些試驗是在中國空軍的伊爾76運輸機上完成的；為考核返回艙緩衝系統性能，共進行55次返回艙著陸衝擊試驗，這些試驗覆蓋了返回艙降落過程中的多種水平和垂直速度組合；為驗證返回艙的水上抗傾覆能力和密封性能，進行了水上濺落與海上漂浮試驗；此外還有傘艙蓋彈開試驗、飛船太陽翼展開試驗、反推發動機點火實驗、逃逸塔各發動機點火試車實驗和航太員坐椅緩衝機構落地實驗等各項單獨進行的分系統試驗。

火箭橇滑軌的高速能部分模擬飛行中的氣動狀況。中國於1996年建成一條6139米的火箭橇滑軌。1996年，神舟返回艙的減速性試驗和逃逸塔的3次最大動壓滑軌試驗（考察船塔組合體和柵格舵氣動性能）曾在此進行，這些試驗取代了最大動壓逃逸飛行試驗。

1998年7月，飛船與整流罩進行4次橫向分離試驗，全部成功。二者還進行了3次逃逸狀態時的船罩分離試驗，也全部成功。1998年10月19日上午9時，一艘初樣神舟飛船與長征二號F火箭的逃逸系統一同進行了零高度逃逸試驗。逃逸系統成功地將飛船逃逸，安全地帶到了地面。這也是逃逸系統唯一一次飛行測試，其他測試內容則以電腦模擬的形式進行。

1998年，耗時4年的北京航太城完工，包括北京航太指揮控制中心、空間技術研製試驗中心、航太員訓練基地等設施。其中空間技術研製試驗中心組裝了4艘供地面試驗用的初樣神舟飛船同時展開測試：結構Ⅰ測試船、結構Ⅱ測試船、熱控測試船和電性能測試船。1998年11月中旬接連3天，江澤民總書記，李鵬委員長，朱鎔基總理先後視察航太城，並分別作了重要指示，江澤民看到他此前親筆為飛船題下的「神舟」二字已經噴塗到飛船上，期望自己的字能在未來登上太空，這給了飛船研製隊伍巨大的鞭策和鼓舞。

為了趕在1999年下半年長征2F火箭首次試驗發射時搭載首艘神舟飛船，本來僅供地面測試的電性能測試船被改裝為上天飛行的首艘神舟飛船，即「神舟一號」試驗船。為了保證任務成功，試驗船按最小技術狀態配置，飛船的13個分系統中的8個參與試飛考核，另外5個只安裝而不考核。1999年下半年，神舟一號試驗船在酒泉衛星發射中心進行了4個月的合練，完成了飛船全部技術流程的演練和與其他系統的對接工作。1999年11月20日凌晨6時30分，神舟一號飛船順利升空，飛行21小時後圓滿著陸。

2001年9月，神舟三號飛船進入酒泉衛星發射中心不久，出現電氣設備接插件批次性質量問題。經研究決定，撤出酒泉衛星發射中心，回到北京航太城查找質量問題。經過一個多月的工作，理清了接插件故障機理，並對廠家生產的新接插件進行了可靠試驗。

### 後期批次改進

第一批次

共3艘飛船：神舟八號至神舟十號。神舟飛船的正式定型批量生產型號，提高了可靠性、安全性；支持3人7天飛行，具備與空間站交會對接的能力；較高的國產化水平，適合批量生產、短時間高密度發射。

第二批次

共4艘飛船：神舟十二號至神舟十五號。飛船電腦採用中國國產晶片，大幅提升計算能力，對硬體和軟體全面升級，實現神舟飛船自主導航計算、自主尋找最優飛行路線，進而實現6.5小時快速交會對接；首次主用北斗導航系統進行定位；返回艙引入賦形緩衝墊，為航太員帶來更舒適的乘坐體驗。

第三批次

共6艘飛船：神舟十六號至神舟二十一號。第三批次飛船進行了兩方面重大升級，一是使用中國國產元器件代替進口元器件，更換核心元器件，提升飛船自主可控能力；二是部分改進返回艙內傳統的蘇聯式介面，引入科技與人性化讓航太員操作起來更直覺、方便、快捷。

第四批次

數量未公開，目前已知有神舟二十二號、神舟二十三號。第四批次飛船擁有大幅升級的返回艙儀表系統，人機互動界面的視覺效果更清晰友好，縮小的儀錶盤為有效載荷提供更多安裝空間。飛船上、下行貨物空間提升至二到三倍，下行運力由50千克提升至100千克以上；對接機構改用受控阻尼緩衝系統，具有更大的工作範圍、成功率與可靠性；飛船加強了兼顧作為無人貨運飛船的多用途能力，並預留可兼容國際合作載荷的接口，為外籍太空人參與做好準備；神舟二十三號起，根據神舟二十號舷窗疑似受到空間碎片撞擊損壞的教訓，新飛船的舷窗升級為三重防燒蝕設計（防燒蝕玻璃增至兩層，新增一層艙內保護），增強防撞性能；飛船的可靠性通過多種措施得到了保證。此外還提高了元器件的國產化比例。

### 未來改進

神舟飛船未來將與新一代可重複使用的夢舟配合，可能會衍生下行貨運飛船，除了上行部分物資外，利用其返程能力也用於專門運送由天宮空間站到地面的實驗載荷。

## 結構

神舟系列飛船採用三艙構型，由推進艙、返回艙、軌道艙和附加段組成，包括14個分系統：

- 結構與機構分系統
- 推進分系統
- 電源分系統
- 環境控制與生命保障分系統
- 太空飛行器熱控制分系統
- 制導、導航與控制（GNC）分系統
- 測控與通信分系統
- 數據管理分系統
- 儀表與照明分系統
- 回收著陸分系統
- 乘員分系統
- 交會對接分系統
- 航太醫學分系統
- 科學試驗分系統

全船資料：總質量：7,840千克。

長度：9.25米。

直徑：2.80米。

翼展：17.00米。

### 推進艙

長征二號F火箭整流罩分離前後的箭載攝像頭畫面，圖中可見推進艙艙體以及摺疊狀態中的太陽能帆板推進艙位於飛船的後部，外形為圓筒狀，為非加壓艙段，裝有4台發動機，和姿態控制發動機，相比聯盟號則只用1台KTDU-80主發動機系統（並結合姿態功能而非分離式設計，燃料也改為UDMH），兩側裝有一對總面積超過40平方米的主太陽能電池板。推進艙包含維生系統和其他功能儀器，主要用於飛船的姿態控制、變軌和制動，以及向飛船提供電力。

推進艙資料：設計壽命：20天。（早期版本）

長度：2.94米。

基本直徑：2.50米。

最大直徑：2.80米。

翼展：17.00米。

質量：3,000千克。

粗略姿控系統(RCS Coarse)（噴口數×推力）：8×150牛頓。

精確姿控系統(RCS Fine)（噴口數×推力）：16×5牛頓。

姿控系統燃料：甲基肼/四氧化二氮(MMH/N2O4)與引擎同一系統。

主引擎：4×2500牛頓。

主引擎推力：10.000千牛頓。

主引擎燃料：甲基肼/四氧化二氮(MMH/N2O4)。

主引擎比沖：290秒。

電力系統：太陽能板：24.48+12.24平方米，共36.72平方米。

電力消耗：平均1.0千瓦。

電力消耗：2.40千瓦/時。

### 返回艙

返回艙位於飛船的中段，外形呈鐘形，作為一種升力體，在重返大氣層時可以獲得一定的氣動升力，實現減速以及改變軌跡的功能。返回艙直徑2.5m，空間約6m3，設計可容納3名航太員，是世界上可利用空間第二大的現役載人飛船（僅次於龍飛船2號，其包含貨物部分的可用空間為9.3m3；聯盟號系列飛船加壓艙最大為4m3）。

返回艙頂部設有一個艙門，是航太員進出返回艙的唯一通道，在著陸後可由外側打開；頂部有降落傘傘包，其中存有引導傘、減速傘、主降落傘和備份傘各一頂（主傘和備份傘每個面積為1200m2，重90多公斤，為世界載人飛船之最），在大氣層內15千米高度（平流層）以下使用，負責將返回艙速度由200m/s減速至15m/s以下，著陸後由航太員判斷是否切除；返回艙外表面有燒蝕式防熱層，兩側各設有一個窗戶；下方裝有伽馬高度控制裝置和4台反推發動機，在即將著陸階段，伽馬高度控制裝置通過發射伽馬射線測定飛船高度和速度，確定開啟4台反推發動機工作的時機，它們負責將返回艙速度由15m/s減速至1～2m/s；這一層還有返回艙備用開門把手與多語言使用說明，傾倒著陸時的通信天線和頻閃指示燈等設備；最底部為防熱大底，用於抵禦再入大氣層時的高溫。

返回艙內有3個盆狀座椅，航太員在火箭升空時和再入大氣層時穿著艙內航太服躺在座椅中，座椅上面有一塊為每個航太員量體定做、專人專用的緩衝減振墊，用途是減少飛行中的振動和衝擊過載；神舟飛船發射時，艙內可攜帶300千克物資（含軌道艙存儲空間），返回地面時，返回艙可攜帶50千克物資，由於目前中國使用的天舟貨運飛船不具備運輸在軌物資返回地面的能力，神舟飛船返回艙是唯一能夠攜帶在軌物資返回地面的太空飛行器。

在返回艙設計過程中，中國曾取得聯盟號的返回艙（俄國則將此部分稱作下降艙）作主要參考。

返回艙資料：乘員量：3人。

設計壽命：單次，20天至180天

長度：2.50米。

基本直徑：2.52米。

最大直徑：2.52米。

適居容積：6.00立方米。

質量：3,240千克。

隔熱罩質量：450千克。

粗略姿控系統(RCS Coarse)（噴口數×推力）：8×150牛頓。

姿控系統燃料：聯氨(Hydrazine)。

### 軌道艙

軌道艙位於飛船的前段，外形呈兩端帶有錐角的圓柱形。軌道艙底部設有艙口，直接與返回艙門連接（沒有單獨的軌道艙門）。軌道艙側壁設有一個水平艙門。在發射前，航太員先通過水平艙門進入飛船，再穿過艙口和返回艙門下降到返回艙里。軌道艙有一個對地觀測舷窗。

軌道艙的功能和用途為：航太員在軌道飛行期間的生活艙；有效載荷試驗時的試驗艙；交會對接試驗時的目標飛行器；航太員出艙活動時的氣閘艙；以及作為天地往返運輸器時的貨艙。

神舟一號至神舟六號飛船軌道艙兩側裝有一對可繞單軸旋轉的太陽電池陣，頂部連接附加段。神舟飛船主任務結束，返回艙與軌道艙分離後，軌道艙仍然可繼續在軌工作，視需求可進行半年以上飛行以繼續進行對地觀測和空間試驗。但此時由於沒有艙門，軌道艙內暴露在真空中。

神舟飛船發射時，軌道艙和返回艙內共可攜帶300千克物資。

神舟七號出艙活動中，軌道艙作為氣閘艙使用，存放艙外航太服，航太員通過水平艙門出艙。軌道艙頂部裝有氣瓶。

自神舟八號開始，由於需要對接，軌道艙頂部增設一個艙門和相應對接機構。

軌道艙資料：設計壽命：200天。

長度：2.80米。

基本直徑：2.25米。

最大直徑：2.25米。

翼展：10.40米。

適居容積：8.00立方米。

質量：1,500千克。

粗略姿控系統(RCS Coarse)（噴口數×推力）：16×5牛頓。

姿控系統燃料：聯氨(Hydrazine)。

電力系統：太陽能板：12.24平方米。

電力消耗：平均0.5千瓦。

電力消耗：1.20千瓦/時。

### 附加段

附加段也叫過渡段，存在於早期的神舟飛船上，位於軌道艙最前端，主要用來完成與其他空間飛行器交會對接前的技術測試與驗證工作，後期作為交會對接機構的安裝位使用，此外也能夠安裝其他儀器進行空間探測。從神舟六號開始，附加段被取消；神舟七號在軌道艙最前端安裝氣閘艙氣瓶和神舟七號伴飛衛星；從神舟八號開始，被正式的空間對接機構所取代。

#### 空間對接機構

聯盟號的對接機構是科羅廖夫能源火箭航太集團的SSVP對接系統，神舟的中國空間對接機構則是與該公司另一款產品——APAS對接系統（Androgynous Peripheral Attach System）外觀類似，後者用於蘇聯暴風雪號太空梭、美國太空梭與國際空間站，二者是否存在某種關係仍然存疑。神舟的對接機構為異構對接機構中的主動對接端，其圓形艙內轉移通道直徑約為800mm，質量為200kg。根據GB/T 34512-2017 《載人航天周邊式對接機構接口要求》，神舟的對接系統符合國際對接系統標準（IDSS）。

### 對比

神舟載人飛船研製時參考的對象為聯盟號TM型（俄太空局最新路線則為MS型），在神舟五號飛行之時，其再入方式、著陸精度和再入過載峰值等指標已大致與聯盟TM飛船相當，且具備更大的尺寸，為航太員的工作和生活創造了更為舒適的環境。

聯盟號｜神舟號

長度｜7.48 m｜8.65 m

直徑｜2.72 m｜2.8 m

翼展｜10.06 m｜17.0 m

總質量｜7250 kg｜7800 kg

## 任務

自1999年首飛開始，神舟飛船是中國載人航天工程目前唯一使用的載人飛船，其運用歷史貫穿工程各階段：在載人飛船階段，神舟一號（1999年）至神舟六號（2005年）驗證了載人飛船天地往返技術，包括前四次無人飛行，以及神舟五號（2003年）的單人單天飛行以及神舟六號的兩人多天飛行；在工程第二階段，神舟七號（2008年）驗證了艙外活動技術，神舟八號（2011年）、神舟九號（2012年）和神舟十號（2013年）協同天宮一號驗證了交會對接技術，神舟十一號（2016年）則與天宮二號一同實施了中期在軌駐留任務；在2021年天宮空間站入軌後，工程進入第三階段，神舟飛船作為在空間站與地面之間往返運送人員和物資的交通工具，自神舟十二號（2021年）起轉為每年執行兩次任務、每次任務長度約半年的常態化使用狀態。

神舟一號至神舟四號和神舟八號任務屬於無人飛行任務，其餘皆為載人飛行任務（神舟二十二號屬於無人發射載人返回任務）。

### 任務標識

神舟飛船的各次載人飛行任務皆有任務標識（至神舟十一號為航太員中心發布，神舟十二號起為載人辦發布），其中自神舟十六號起的任務標識面向全社會公開徵集。神舟一號至四號和神舟八號任務因屬於無人飛行任務，沒有為航太員設計可佩戴的任務標識；神舟二十二號為無人發射、載人返回任務，繪有任務標識。

## 返回艙落點分布圖

神舟載人飛船返回落點分布圖：【－載人飛船落點、－無人飛船落點】

### 四子王旗著陸場落點分布圖

四子王旗著陸場神舟載人飛船返回落點分布圖：【－載人飛船落點、－無人飛船落點】

### 東風著陸場返回艙落點分布圖

東風著陸場神舟載人飛船返回落點分布圖：【－載人飛船落點、－無人飛船落點】

## 紀念

2005年3月16日，南京紫金山天文台將1981年10月25日發現的小行星8256命名為「神舟星」。

神舟一號至神舟七號返回艙落點修建了紀念碑。

## 影視作品

除了各種官方紀錄片，神舟飛船也出現在幾部虛構作品中：

- 神舟飛船在電影《地心引力》中扮演了重要角色，主人公STS-157任務專家瑞安·斯通博士在自己的太空梭被摧毀後，乘坐神舟飛船安全返回地球。
- 在《星際迷航：發現號》中, 沃克級星艦USS「神舟」號以神舟飛船命名。

## 參考文獻

### 來源

- 中國宇航學會 編著：《中國神舟》，科學出版社，2003年10月第一版。ISBN 7-03-012349-2
- 張慶偉：中國載人航天工程成就述評及未來展望
- 張慶偉：先進的中國載人飛行器
- 李繼耐撰文回憶我國載人航天工程的艱辛與喜悅

## 基本資料

- 說明：總裝測試中的神舟飛船，太陽能帆板尚未安裝
- 製造商：中國航天科技集團
- 設計：中國空間技術研究院、神舟一號至神舟五號：戚發軔、神舟六號至神舟十一號：張柏楠、神舟十二號起：賈世錦
- 國家：中華人民共和國
- 營運：中國載人航天工程辦公室
- 應用：中國空間站的人員及少量貨物運輸
- 狀態：現役
- 太空飛行器類型：載人飛船
- 設計壽命：可在軌滯留一年
- 發射重量：8100kg
- 載荷能力：上行（發射時）：300kg、下行（返回時）：100kg
- 乘員：最高3人
- 能源：太陽能帆板供電
- 電池：鋰離子電池
- 軌道：近地軌道
- 長度：9.25m
- 直徑：2.8m
- 曾用主場：17m
- 已建造：24
- 已發射：23
- 運行中：1
- 退役：22
- 失敗：0
- 首次發射：無人飛行：神舟一號（1999年11月20日）、載人飛行：神舟五號（2003年10月15日）
- 末次發射：載人飛行：神舟二十三號（2026年5月24日）、無人飛行：神舟二十二號（2025年11月25日）
- 前任：曙光號飛船
- 後續條約：夢舟載人飛船
- 體積：加壓空間：14.8 m3、生活空間：7.0 m3