神舟系列载人飞船

**神舟太空船**是中國載人太空工程（921 工程）為實現太空員天地往返而研製的一次性載人太空船系統，其名字「神舟」由中國載人太空工程辦公室向參加太空船研製的各單位徵集而來，意為「神奇的天河之舟」，又是「神州」的諧音。原型機神舟一號於 1999 年 11 月 20 日成功發射，而其發展型號神舟五號於 2003 年 10 月 15 日完成中國首次載人太空飛行。2011 年 11 月 1 日發射的神舟八號為其正式定型型號。

神舟系列載人太空船由推進艙、返回艙、軌道艙和可選的附加段構成，總長約 9 公尺，總重約 8 噸，與俄羅斯的聯盟號太空船相似，外貌則略有不同，內部更具備全新的結構和更大的尺寸，在載人龍太空船示範 2 號完成前，曾是全世界正在運用的空間最大的載人太空船。神舟太空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，自 2021 年的神舟十二號任務起改為東風著陸場。

## 背景

20 世紀 60 至 70 年代，中國曾經試圖進行中國首艘載人太空船「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太空船，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，其中太空技術位列第二，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、載人太空站系統及其應用。

1992 年 1 月，國防科學技術工業委員會開始正式組織對載人太空工程進行技術經濟可行性論證。8 月，中央專委審議了太空專家王永志為載人太空項目支持起草的《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《關於開展我國載人太空船工程研製的請示》，中國載人太空工程正式啟動，代號「921 工程」。

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

### 太空梭與載人太空船之爭

在載人太空工程開始初步論證的 80 年代末至 90 年代初期，太空梭正處在世界太空界的黃金發展期，對中國載人太空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：多用途太空船、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太空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太空船已是落後技術，而太空梭代表著先進的發展方向，可以為中國的載人太空帶來高起點。而載人太空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，相比之下載人太空船的可行性更高。最終，載人太空船方案得到了包括錢學森在內的太空專家們的支持，在經過了 1989 年航空太空部主持召開的「太空船與小型太空梭比較論證會」後，航空太空系統內逐漸達成共識，確定採用載人太空船方案。

### 兩艙與三艙構型之爭

接下來，在載人太空船論證初期，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。

## 結構

神舟系列太空船採用三艙構型，由推進艙、返回艙、軌道艙和附加段組成。

**全船資料**
: 總質量：7,840 公斤。

　
: 長度：9.25 公尺。

　
: 直徑：2.80 公尺。

　
: 翼展：17.00 公尺。

### 推進艙

推進艙位於太空船的後部，外形為圓筒狀，裝有 4 台發動機（聯盟號則為 1 台主發動機）和姿態控制發動機，兩側裝有總面積超過 40 平方公尺的主太陽能電池陣列。推進艙包含維生系統和其他功能儀器，主要用於太空船的姿態控制、變軌和制動，以及向太空船提供電力。

**推進艙資料**
: 設計壽命：20 天。（早期版本）

　
: 長度：2.94 公尺。

　
: 基本直徑：2.50 公尺。

　
: 最大直徑：2.80 公尺。

　
: 翼展：17.00 公尺。

　
: 質量：3,000 公斤。

　
: 粗略姿控系統 (RCS Coarse)（噴口 × 推力）：8×150 牛頓。

　
: 精確姿控系統 (RCS Fine)（噴口 × 推力）：16×5 牛頓。

　
: 姿控系統燃料：甲基肼 / 四氧化二氮 (N2O4/MMH) 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 (N2O4/MMH)。

　
: 主引擎比沖：290 秒。

　
: 電力系統：太陽能板：24.48+12.24 平方公尺，共 36.72 平方公尺。

　
: 電力消耗：平均 1.0 千瓦。

　
: 電力消耗：2.40 千瓦 / 時。

### 返回艙

返回艙位於太空船的中段，外形呈鐘形，直徑 2.5m，空間約 6m3，設計可容納 3 名太空員，是繼龍太空船 2 號之後世界上正在運用的可利用空間第二大的載人太空船（聯盟號系列太空船加壓艙最大為 4m3，龍太空船 2 號包含貨物部分的可用空間為 9.3m3），就是這個部分中國曾取得聯盟號的返回艙（俄國將此部分稱作下降載具）作參考。太空員在火箭升空時和重返大氣層時穿著太空服躺在返回艙里的座椅上。返回艙的底部有隔熱板用於抵禦直接進入大氣時的高溫。由於返回艙不是純粹的球體，在重返大氣層時仍然可以獲得一定的氣動升力，產生減速以及改變軌跡的功能。

**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 公尺。

　
: 基本直徑：2.52 公尺。

　
: 最大直徑：2.52 公尺。

　
: 適居容積：6.00 立方公尺。

　
: 質量：3,240 公斤。

　
: 隔熱罩質量：450 公斤。

　
: 粗略姿控系統 (RCS Coarse)（噴口 × 推力）：8×150 牛頓。

　
: 姿控系統燃料：聯氨 (Hydrazine)。

### 軌道艙

軌道艙位於太空船的前段，外形不同於圓形的聯盟號，呈兩端帶有錐角的圓柱形，通過艙口與後面的返回艙相通，在發射前，太空員先通過軌道艙的水平艙門進入太空船，再下降到返回艙里。

與聯盟號太空船不同，神舟太空船的軌道艙更大功能也更多，所以在兩側各裝有可繞單軸旋轉的太陽電池陣，還有動力系統，前端可視需要安裝附加段或對接機構。為了最大化軌道艙的利用價值，軌道艙也有獨特的不同處，被設計為與返回艙分離後仍然可繼續在軌工作，因為自己的特殊需求，可進行半年以上飛行以繼續進行對地觀測和空間試驗。。

**軌道艙資料**
: 設計壽命：200 天。

　
: 長度：2.80 公尺。

　
: 基本直徑：2.25 公尺。

　
: 最大直徑：2.25 公尺。

　
: 翼展：10.40 公尺。

　
: 適居容積：8.00 立方公尺。

　
: 質量：1,500 公斤。

　
: 粗略姿控系統 (RCS Coarse)（噴口 × 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 平方公尺。

　
: 電力消耗：平均 0.5 千瓦。

　
: 電力消耗：1.20 千瓦 / 時。

### 附加段

附加段位於太空船的最前端，根據太空船的任務不同而有不同的設計。包括神舟 7 號攜帶的伴飛衛星。神舟 8 號和天宮一號的對接亦由此部分完成。原本聯盟號是蘇聯式 SSVP 系統，神舟則是採用科羅廖夫能源火箭太空集團的對接構造，該公司的 APAS（Androgynous Peripheral Attach System）已經在國際太空站上廣泛使用，自行改造為符合國際對接系統標準的接口。

### 對比

神舟號研製時參考的對象為聯盟號 TM 型，後並從神舟無人太空船系列改進而來（俄太空局最新路線則為 MS 型，並以此為基礎發展）

## 任務

神舟太空船在中國載人太空工程的第一和第二步用於驗證各項相關技術，包括太空人安全往返地球軌道，太空行走（EVA），太空船的交會和對接等。隨著工程的進展，在 2021 年中國的天宮太空站入軌後，神舟太空船將作為向太空站運送人員和物資的交通工具使用。

### 已執行的任務

### 進行中的任務

### 計劃中的任務

## 其它

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」。

### 落點分布圖

## 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：中國載人太空工程成就述評及未來展望 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 張慶偉：先進的中國載人飛行器 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 李繼耐撰文回憶我國載人太空工程的艱辛與喜悅 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 外部連結

* 載人太空船系統 中國載人太空官方網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 載人太空船 中國太空科技集團 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 中國載人太空工程
* 曙光一號
* 863 計劃