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第2节
神舟二号

· 运载火箭: 长征二号F运载火箭

· 发射时间: 2001年1月10日1时0分3秒

· 返回时间: 2001年1月16日19时22分

· 发射地点: 酒泉卫星发射中心

· 着陆地点: 内蒙古自治区中部地区

· 发射目的: 验证包括逃逸系统在内的载人飞船系统的全部功能,测试最新研制建成的测控网网络管理系统,收集舱内环境控制和生命保障系统数据

· 主要任务: 全面检验神舟飞船的载人性能;通过飞船上搭载的人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备及形体假人,定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数

· 试验任务: 首次在飞船上进行微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验

神舟二号飞船示意图

神舟二号是中国载人航天计划中发射的第一艘正样无人试验飞船,对全面掌握和突破载人航天技术具有重要意义,标志着中国载人航天事业向实现载人航天飞行迈出了关键一步。

正样无人试验飞船, 指争取实现真正的载人飞行技术状态,但仍有一部分技术问题需要解决和验证的飞船。

2.1 飞船特色

与神舟一号相比,神舟二号载人飞船同样由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成,但它在系统结构与技术性能上均有提升,飞船技术状态也与实际载人飞船基本一致。

在神舟二号的飞行任务中,飞船内的系统全部参与了试验,其中包括用于保证航天员生命安全的逃逸救生系统,用于解决航天员体力问题的饮食系统,用于解决航天员个人卫生的卫生系统,用于解决航天员晕船、头痛、受辐射等病症问题的医疗系统,以及可以自动调节温、压、气、湿的环境系统。

神舟二号飞船示意图

除此之外,神舟二号上还装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备及形体假人,能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数,同时用于验证返回舱内的环境控制和生命保障系统。

2.2 运行历程

【2001年1月10日1时0分3秒】

在酒泉卫星发射中心,长征二号F运载火箭搭载着神舟二号成功发射升空。13分钟后,神舟二号进入距地表高度近地点200千米、远地点340千米的椭圆预定轨道。

在北京航天飞行控制中心的统一调度指挥下,四艘远望号航天测控船及各相关地面测控站对神舟二号进行了持续的跟踪、测量与控制。神舟二号在太空成功完成了太阳能帆板展开、轨道机动、姿态确定等数百个动作。

【1月10日21时】

神舟二号绕地球飞行至第14圈、到达远地点高度时,北京航天飞行控制中心指挥员对它下达了变轨的指令,船载变轨发动机成功点火,将神舟二号推至距地表高度340千米的圆轨道上。

【1月12日20时】

变轨后的神舟二号以圆轨道绕地球飞行31圈后,受地球引力影响,飞船飞行轨道高度逐渐出现衰减。20时24分,北京航天飞行控制中心指挥西安卫星测控中心向神舟二号发出了保持轨道的控制数据指令。神舟二号之后传回的数据表明,飞船已按照指令成功进行了轨道调整。这是西安卫星测控中心首次启用最新测控网网络管理系统,此次遥控任务实现了测控资源的优化配置和测控设备的远程监控,大大提高了测控网的可靠性和有效性。

神舟二号返回舱实物

【1月16日19时22分】

神舟二号飞船成功执行返回指令,在内蒙古中部草原着陆。负责神舟二号回收任务的卫星测控中心着陆场站发现了神舟二号返回舱,并在陆军航空兵部队的配合下,对返回舱进行了及时回收。

至此,神舟二号按照预定计划,在太空飞行了6天零18小时,任务圆满完成。

2.3 科学实验

在此次太空飞行任务中,神舟二号内的有效载荷共64件,其中包括返回舱15件、轨道舱12件、附加段37件。其中,空间细胞电融合仪等33件科研设备均为首次使用的正式产品。这些设备几乎遍布三个舱段的各个角落,把神舟二号变成了名副其实的“太空实验室”。

有了这间实验室,我们得以首次在载人空间飞船上进行一系列微重力环境下的科学实验。

锑化镓晶体 是制造微波器件、微波集成电路和超高速集成电路的关键电子材料;碲锌镉晶体是制造红外探测器的基底材料;氧化物激光晶体硅酸铋是一种重要的光信息存储功能材料;新型非晶态合金钯镍铜磷、二元合金铝镍、三元合金铝镁硅都是重要的新型合金材料,在航空航天领域有重要的应用前景。

空间材料科学实验

(1)利用多工位空间晶体生长炉,进行二元半导体光电子材料锑化镓、三元半导体光电子材料碲锌镉、氧化物激光晶体硅酸铋、新型非晶态合金钯镍铜磷、二元合金铝镍、三元合金铝镁硅的晶体生长实验。

神舟二号实验室中收集到的空间实验图像

(2)利用空间晶体生长观察装置,实时观察微重力条件下透明氧化物晶体四硼酸锂和铌酸钾的生长过程。

在空间微重力条件下开展材料科学实验,有助于加深对材料物理过程本质的认识,指导改进地面材料的制备工艺,从而制备出各种优质材料。

空间生命科学实验

(1)利用空间蛋白质结晶装置,对15种蛋白质和其他生物大分子进行空间晶体生长实验。

(2)利用通用生物培养箱,以集约化支持的方式同时开展植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织等共19种生物、25种生命形态的空间环境效应实验。

空间环境具有微重力、高能辐射、节律变化等独特性,是生命科学研究与应用的新领域。空间生命科学研究有助于揭示因重力而掩盖在地面环境下的、不可能获知的一些本质特征,有助于获取或生产高纯、高效和高值的生物制品,为新的空间生物工程提供发展方法。

空间天文领域的相关实验

利用由超软X射线探测器、X射线探测器和γ射线探测器组成的宽能区、高时间分辨率谱仪,进行空间γ射线暴的探测研究,同时对太阳耀斑高能辐射进行监测。这是我国首次进行这类空间天文实验,也是我国的科学家们首次在自己研发的空间飞船上进行多学科、大规模、前沿性的空间科学与应用研究。

神舟二号在轨运行期间,各种科学研究仪器设备性能稳定,工作正常,为相应的科学领域提供了大量宝贵的实验数据。除此之外,神舟二号还进行了部分对地观察设备的在轨测试,完成了空间天文、环境监测仪器的试验任务,为接下来的载人空间飞船飞行任务提供了极大的助力。

神舟二号船罩组合体吊装

2.4 发射小结

发射前的意外碰撞

神舟二号发射前,在酒泉发射中心的垂直总装厂房里,因为一名工作人员的操作失误,已经完成垂直总装的船箭组合体与十三层工作平台意外相撞。长征二号F运载火箭“受伤”了!

长征二号F运载火箭碰撞出的凹陷之一

经过研发人员的一番仔细检查,长征二号F运载火箭一共被碰伤18处,因此原定于2001年1月5日的发射计划被迫取消。当时担任长征二号F运载火箭总设计师的刘竹生,带着火箭研发团队与紧急从多地赶来的专家们,经过连续4天不眠不休的检测分析,最终拿出了一份50多页的分析报告,得出“可以正常发射”的结论。2001年1月10日,虽然“负伤”,但长征二号F运载火箭仍不负众望,搭载着神舟二号顺利升空。

返回阶段的失误

神舟二号返回舱按照指令返回地面时,负责返回舱减速的降落伞未能完全打开,导致返回舱无法有效减速,更无法实现计划中的软着陆,最后硬着陆在地面。如果当时我们的航天员在里面,是完全没有生还可能的。

这件事引起了研发人员的高度重视,他们带着“伤痕累累”的返回舱回到研究所内,夜以继日地分析、改进、试验,将这次的返回事故变成了我国航天史上的唯一一次。

作为中国载人航天计划中的第一艘正样飞船,神舟二号在轨运行期间进行的各项测试、试验都非常顺利,整体技术水平较神舟一号有了较大的提升,对我国全面掌握和突破载人航天技术具有非常重要的意义,使我国向顺利实现载人航天飞行的目标又迈进了一大步。 PRU0m/T1BrPom6BkI8JFpgajoX/APRJqxboN3cdmLy9xI7kx3Jauxe3GtTrWl/My

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