神11發射成功，看神奇的太空之舟
神舟－11載人飛船成功發射，這壹天地往返運輸器用於把2名航天員送到距地面393千米的天宮－2空間實驗室內生活和工作30天，創造了我國載人航天的新紀錄。此前，我國已發射了10艘“神舟”宇宙飛船，把10名航天員送到九霄雲外，順利完成任務，可謂十戰十捷，十全十美。
（“神舟”與“天宮”交會示意圖）
1. 壹室壹廳
我國“神舟”飛船是於1992年開始研制的，采用了當時最先進、目前最實用的3艙式構型，由軌道艙、返回艙、推進艙3個艙組成。其中載人的軌道艙、返回艙為密封艙，能保證航天員生活和工作環境，可謂“壹室壹廳”。作為“壹室”的返回艙是航天員在發射、返回和控制飛船運行的地方；作為“壹廳”的軌道艙是航天員生活和試驗的場所。
軌道艙外形為兩端帶有錐角的圓柱形，位於返回艙前面，這是為了增加航天員的活動空間。它裏面裝有多種試驗設備和實驗儀器，可進行科學試驗。其兩側裝有可收放的大型太陽能電池翼、太陽敏感器和各種天線以及各種對接機構。軌道艙是航天員在軌道飛行期間的生活艙、試驗艙和貨艙。
（返回艙進行海上漂浮試驗）
返回艙外形為大鈍頭倒錐體的鐘形，位於飛船中部，是載人飛船發射和返回過程中航天員乘坐的艙段，也是飛船的控制中心，因而必不可少。它不僅和其他艙段壹樣要承受起飛、上升和軌道運行段的各種應力和飛行環境，而且還要經受返回時再入大氣層階段的減速過載和氣動加熱。艙內設置了可供3名航天員斜躺的座椅，座椅對面設有儀表盤和控制手柄、光學瞄準鏡，還裝有照明燈和通信設備等最必需的設備。
推進艙也是圓柱體。它緊接在返回艙後面，安裝推進系統、電源和氣瓶等設備，起保障和服務作用，即為飛船提供動力和電源，進行姿態控制、變軌和制動，並為航天員提供氧氣和水。推進艙安裝有4臺大推力的主發動機和平移發動機，推進艙的兩側還裝有20多平方米的主太陽能電池翼。
（航天員在“神舟”飛船艙內示意圖）
“神舟”總長近9米，總重約8噸左右，乘員人數3人。它由飛船系統總體和結構與機構、環境控制與生命保障、熱控、電源、推進、制導導航與控制、數據管理、測控與通信、回收著陸、儀表與照明、應急救生、乘員、有效載荷13個分系統組成。這些分系統涉及物理、醫學和環境等數十種學科領域，所以，飛船具有技術多樣性和研制復雜性。
2. 三種狀態
為適應不同階段的任務變化，“神舟”系列載人飛船先後有三種技術狀態。
（“神舟”飛船總裝工位）
壹是初期試驗技術狀態。其特點是把飛船軌道艙留軌利用進行空間應用，所以軌道艙上安裝有壹對太陽電池翼和獨立的姿態控制系統。為了增加空間應用試驗的有效載荷，有的在軌道艙前面增加壹個附加段。神舟－5、6飛船采用這種技術狀態。
二是出艙活動試驗技術狀態。其特點是為了完成航天員空間出艙活動任務，軌道艙不再留軌利用，因而取消太陽電池翼和姿態控制系統。但是軌道艙除具備生活艙功能外，還兼有出艙活動用的氣閘艙功能，用於突破太空行走技術。航天員從軌道艙的側艙門出艙。軌道艙貯運了艙外航天服，配置軌道艙泄復壓系統、出艙支持設備和艙外行走扶手。神舟－7采用這種技術狀態。
三是天地往返運輸器技術狀態。其特點是在軌道艙的前端裝有壹套交會用的軌道測量、運動控制設施和對接用的對接機構，用於完成與其他飛行器的交會對接。由於軌道艙不留軌利用，所以沒有太陽電池翼和獨立的姿態控制系統。神舟－8以後的所有“神舟”飛船都采用這種技術狀態，作為航天員的天地往返運輸器，與天宮－1、2進行交會對接。今後還將為我國的空間站運送往來的人員。
3. 先進之處
首先，飛船起點很高。作為我國第壹代載人飛船，“神舟”采用了當時最先進，目前仍比較先進的3艙式構型，壹次可乘3名航天員。
其次，可“壹船多用”。國外的載人飛船在返回後，其軌道艙壹般廢棄在軌道上，而“神舟”飛船的軌道艙具有“留軌利用”的功能，艙內的儀器設備能在無人值守的情況下，像科技衛星壹樣自主地工作半年左右，因此能發揮“余熱”。
（“神舟”載人飛船示意圖）
第三，性能比較先進。例如，采用了信息技術的最新成果，從自動化控制、制導與導航到數據管理，從應對故障的冗余設計到液晶顯示設備，“神舟”的電子技術和智能化水平遠遠領先。其太陽電池翼能自動對準太陽，保證飛船的充足供電，而國外類似飛船或使用壹次性電池，或太陽電池翼供電水平較弱。
第四，防熱技術高超。其返回艙表面積是22.4米2，使用的防熱材料總質量約500千克。俄羅斯“聯盟”飛船返回艙表面積是17米2，但它的防熱材料質量達700千克。
第五，降落傘面積大。“神舟”的降落傘是世界上最大的單頂降落傘，有1200米2。整個傘鋪在地上有小半個足球場大小，可疊起來卻只有壹個小提包大，質量僅約90千克。
“神舟”飛船采用了多項新技術，其中10多項關鍵技術達到國際先進水平。它使我國的載人飛船技術達到或優於國際第3代載人飛船的水平。
4. 應用飛行
從2013年6月11日發射的神舟－10起，“神舟”載人飛船開始應用性飛行。所謂應用性飛行就是完成正常的天地往返運輸任務。此前，我國發射“神舟”的主要目的是考核和驗證飛船，每次發射的飛船都有壹些變化。與神舟－9相比，神舟－10沒有新的、大的技術變化，只做了壹些小調整，其技術狀態基本固化。神舟－10的任務已不再是試驗飛船本身，而是投入正常運營，完成運輸任務，為天宮－1提供人員和物資運輸服務。
2016年10月中下旬發射的神舟－11是“神舟”載人飛船的第2次應用性飛行。其任務是：執行人員和物資天地往返任務；進壹步驗證改進型飛船性能；確保航天員安全返回地面。
最後，祝願神舟－11載人飛船圓滿完成預定任務。
（作者：謝博，載人航天科普作家）
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