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神舟三号无人飞船

神舟三号无人飞船,是我国载人航天计划的第三艘飞船,于2002年3月25日22时15分在酒泉卫星发射中心成功发射,在太空运行6天18小时51分飞行107圈后,于2002年4月1日16月51日在内蒙古中部成功着陆。

神舟三号飞船上搭载了一个模拟航天员,该装置可以模拟人体代谢、模拟人生理信号、能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。此外,神舟三号上还搭载有多个实验装置以及植物的种子等。

名称神舟三号无人飞船研制国家中华人民共和国
发射时间2002年3月25日22时15分发射场酒泉卫星发射中心
运载工具长征二号F运载火箭返回时间2002年4月1日16月51日
飞行时间6天18小时51分/107圈

详细介绍

酒泉卫星发射中心无论卫星还是飞船,在发射升空时,人们都无法看到她的庐山真面目。这是因为火箭顶端的整流罩要把她们严密地遮挡保护起来。

神舟一号神舟二号飞船相比,神舟三号从外形和结构上并没有什么区别,所不同的只是在内部所做的一些改进。具体来说,神舟三号飞船是由轨道舱、返回舱和推进舱三部分组成。返回舱在飞船的中部,为密闭结构,其前端有舱门,供宇航员进出轨道舱使用。其外形为大钝头倒锥体的钟形。据介绍,神舟号的返回舱容器是世界上已有的近地轨道飞船中最大的一个。返回舱是航天员的座舱,是飞船惟一可再入大气层返回着陆的舱段,舱内设置了可供三个宇航员斜躺的座椅,座椅下方设有仪表盘和控制手柄、光学瞄准镜。

轨道舱位于飞船的前端,其外形为两端带有锥角的圆柱形,在其两侧装有可收放的大型太阳能电池阵、太阳敏感器和各种天线以及各种对接机构。轨道舱是宇航员在轨道飞行期间的生活舱、试验舱和货舱。

推进舱位于飞船的后部,形状像一个圆筒,主要用于飞船的姿态控制、变轨和制动。推进舱安装有四台大推力的主发动机和平移发动机,推进舱的两侧还装有20多平方米的主太阳能电池阵。

搭载物品

搭载物品有处于休眠状态的乌鸡蛋;进行空间试验的有效载荷公用设备十项,四十四件之多,包括:卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍,微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验;空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验;其余设备均是首次在太空作试验。

发射历程

发射

2002年3月25日神舟三号飞船在酒泉卫星发射中心由长征2号F运载火箭发射升空。此前,神舟一号和神舟二号的发射时间分别是在凌晨和子夜。

航天发射是一项极其复杂和庞大的系统工程,飞船发射时机的选择要考虑到各种各样可能影响到发射的因素,其中,气象因素往往是最关键最直接的决定性因素。在综合考虑判断的基础上,最终确定下来的一天中的某一个时间段会作为飞船发射的时机,这个时间段被称为“发射窗口”。

神舟三号飞船的发射窗口之所以选择在夜晚而不是白天,最重要的原因是便于飞船发射升空时,地面的光学跟踪测量设备易于捕捉到跟踪目标。道理很简单,在漆黑的夜空中,喷射着火焰向太空飞行的载有飞船的火箭非常显眼和突出。

轨道运行

神舟三号北京2002年3月29日下午,在北京航天飞行控制中心的统一指挥调度下,神舟三号飞船首次启动船载小动量发动机,成功进行了高精度的轨道维持,为今后顺利实施返回计划创造了有利条件。

截至15时,于3月25日发射升空的神舟三号飞船已经在预定轨道上运行了60圈。在大气阻力和地球引力的共同作用下,飞船的飞行轨迹逐渐下降,慢慢偏离设计轨道,要确保飞船能够正常运行,必须对它实施轨道维持。

15时30分,北京航天飞行控制中心通过相关地面测控站启动了飞船轨道维持工作程序。这一程序将通过点燃飞船自身装载的小动量发动机提供能量,调整飞船的飞行轨迹。

18时15分,当神舟三号飞船环绕地球开始第61圈飞行时,飞船上装载的小动量发动机按程序成功启动。记者通过指控大厅大屏幕上的实时三维动画看到,飞船尾部喷出桔黄色的火焰,加速飞行。约8秒钟后,飞船重新进入平稳的飞行状态。随后,守候在大西洋上的远望三号测量船,向北京航天飞行控制中心传来数据,结果表明这次轨道维持取得圆满成功。

据有关专家介绍,神舟三号飞船在轨飞行4天来,船上各种仪器设备工作正常,空间科学实验进展顺利。北京航天飞行控制中心将密切监视飞船的工作状态,为飞船的顺利返回作好准备。

空间试验

神舟三号已经成功返回。神舟三号是一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验,运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善,提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射,逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。

北京时间2002年3月27日从北京飞行控制中心获悉:截至19时,神舟三号无人飞船已按预定轨道环绕地球三十圈,目前飞船工作正常,空间科学实验进展顺利。

16点32分,神舟三号飞船再次飞经中国渤海湾上空时,记者在北京飞行控制中心大厅巨大显示屏幕上看到,从太空传回了飞船稳定运行的真实状态图像。

飞船在轨运行期间,有关部门还组织实施了飞船上有效载荷的各种科学实验,包括实间生命环境实验、高层大气监测实验以及天地图像、话音传输等。

还首次进行了逃逸系统试验。逃逸系统可在火箭发射和升空阶段出现意外故障的紧急情况下,将飞船带离危险区域,确保航天员的生命安全。

在北京航天飞行控制中心的调度下,中国陆海基航天测控网对飞船进行了持续的跟踪、测量与控制。飞船进入轨道后,北京航天飞行控制中心向飞船实时发送了一系列遥控指令,使飞船在太空顺利完成了太阳能帆板展开、飞行姿态调整等多个太空指令。当飞船绕地运行至第五圈时,北京航天飞行控制中心准确发出指令,启动船载变轨发动机,成功将飞船推入工作轨道。

北京航天飞行控制中心称,该中心将密切监视飞船的工作状态,适时进行轨道维持,为飞船的顺利返回作好准备。

返回过程

载人飞船返回地面一般须经历四个阶段,即:制动飞行阶段,大气层自由下降阶段,再入大气层阶段和着陆阶段。

北京航天飞行控制中心首先向飞船发出返回程序和数据指令,飞船按预定时间调整飞行姿态,完成偏航动作,轨道舱和返回舱分离,分离后的轨道舱继续在轨飞行,进行科学试险。接着,飞船再次完成制动姿态调整,尾部朝飞行方向。飞船按程序点燃发动机制动,完成离轨操作任务,进入返回轨道。

当飞行高度降低到距地球约140公里时,推进舱与返回舱分离。返回舱距地球约100公里时,再入大气层,与大气层产生剧烈磨擦,外表变成一团火球,周围产生等离子体,形成电磁屏障,又称“黑障”。此时,返回舱与地面通信中断。返回舱距离地球约40公里时,“黑障”消失。

当返回舱降到距地球约10公里时,回收着陆系统启动工作,弹出伞舱盖,连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞动作。返回舱乘主伞缓缓下降,抛掉防热底盖,距地面约1米时,点燃反推火箭发动机,以不大于每秒3.5米的速度实现软着陆。

实验成果

神舟三号发射架从中国科学院空间与应用总体部获悉,成功返回地面的神舟三号试验飞船上的科学实验仪器运行完全正常,为中国从事空间科学与应用技术研究的科学家们带回了一批具有重要价值的科研样品。初步研究表明,中国在空间生命与空间材料科学领域的研究取得了重要进展。

中国科学院的研究人员发现,在空间环境独特的微重力条件下,此次重点进行的空间生命与空间材料科学领域的相关实验,获得了地面环境条件下无法取得的重要结果。

据介绍,在神舟三号飞船上进行的空间生命科学研究,包括蛋白质和其他大分子的空间晶体生长实验以及生物细胞培养实验。飞船上装载有中国自行研制的第二代空间蛋白质结晶装置,具有两种不同的蛋白质结晶方法和双温控特点,所选用的16种蛋白质大部分是利用中国现有的生物资源制备得到的。经过飞行实验,研究人员在空间微重力环境中获得了结构完整的蛋白质晶体样品,这将有利于研究蛋白质结构与其特殊功能信息的关系。这些研究成果对于获取以至生产高纯、高效的生物制品和进行生物药品研制具有重要意义。

在生物细胞培养实验方面,专家们对具有制药前景的动植物细胞的空间培养方法,以及微重力对细胞生长增殖代谢合成和分泌生物活性物质等方面进行了研究。用于本次实验的4个细胞样品中有两个样品可产生抗天花粉蛋白抗体和抗衣原体类性病的抗体。

此外,专家们还进行了多种材料的空间晶体生长和制备以及工艺方法的探索研究。如用于制造微波器件、微波集成电路和超高速集成电路关键电子材料的锑化镓晶体;用于制造红外探测器基底材料的碲锌镉晶体;用于光信息存储功能材料的氧化物激光晶体硅酸铋,以及其它在航空、航天领域具有重要应用前景的新型合金材料。对于这些空间材料的研究,有助于加深对材料制备过程物理本质的认识,指导和改进地面材料的制备工艺,具有潜在的重大经济效益。

目前,神舟三号飞船轨道舱仍然在轨飞行。轨道舱上装载的中国第一台中分辨率成像光谱仪,将进行大范围的海洋、陆地和大气的多光谱遥感实验,还有太阳紫外光谱仪、太阳常数监测器、地球辐射收支仪等地球环境监测仪器试验和空间环境高层大气监测等。这些仪器将随飞船轨道舱进行约半年的在轨实验和应用研究。

神舟三号无人飞船
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最新更新:2015-07-25 11:54
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