横空出世——中国载人航天工程第一次飞行任务
图:神舟一号飞船在内蒙古中部地区成功着陆
1999年11月20日至21日,我国进行载人航天工程第一次飞行试验,主要目的是考核运载火箭性能和可靠性,并利用这一机会,验证飞船关键技术和系统设计的正确性,以及包括发射、测控通信、着陆回收等地面设施在内的整个工程大系统工作的协调性。
一、分系统情况简介
1.飞船系统
试验飞船由推进舱、返回舱和轨道舱组成。轨道舱是航天员生活和工作的地方。返回舱是飞船的指挥控制中心,航天员乘坐其上天和返回地面。推进舱也称动力舱,为飞船在轨飞行和返回时提供能源和动力。参加试验任务的有结构与机构、热控、电源、制导导航与控制、数据管理、推进、测控通信、回收着陆、环控生保等九个分系统。
飞船三舱总长8米,圆柱段直径2.5米,锥段最大直径2.8米,总质量为7755千克,返回舱采用普通圆伞和着陆缓冲发动机陆地软着陆,主伞面积1200平方米,着陆速度不大于3.5米/秒。
2.火箭系统
发射神舟一号飞船的“长征二号F”运载火箭,是我国为载人航天工程而研制的新型捆绑式大推力运载火箭。“长征二号F”火箭是在“长征二号E”火箭基础上研制的以发射载人飞船为主要目的的运载火箭。
为适应载人航天高安全性和可靠性要求,“长征二号F”火箭除对箭体结构、动力装置系统、控制系统、遥测系统等进一步提高可靠性外,还增加了逃逸救生和故障检测处理分系统等,以提高载人航天的安全性。
“长征二号F”的主要构型为芯级捆绑四个助推器,芯一级、二级直径3.35米,整流罩最大直径3.8米,逃逸塔最大直径为2米,全箭总长58.343米。采用常规推进剂,燃烧剂为偏二甲肼,氧化剂为四氧化二氮。火箭加注后质量约480吨。起飞推力600吨。
3.发射场系统
发射场在酒泉卫星发射中心建设,主要由技术区、发射区、试验指挥区等组成。采用“在总装厂房垂直总装、垂直测试、箭船组合体在活动发射平台上垂直整体运输”及在测发楼对发射工位上的火箭进行远距离(1.5千米)测试发控的全新发射模式。这是此次任务中的一大技术亮点。
4.测控通信系统
载人航天测控网是以S波段统一测控系统(采用国际标准体制)为主的陆海基测控网,可国际联网。参加任务的有3个中心、11个地面站和4艘远望号测量船。各中心、测控站(船)通过通信网有机结合、协调工作,共同完成对火箭和飞船的测控任务。在原有的航天测控网基础上,我国新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网,也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间,地面测控系统和分布于公海的4艘“远望”号测量船对其进行了跟踪与测控,成功进行了一系列科学试验。
火箭上升段的测控任务由东风、兴县、渭南和青岛站完成,东风指控中心指挥。运行段的测控任务由东风、渭南、青岛、厦门、喀什、卡拉奇、和田、南非HBK及4艘测量船完成,返回段由远三、HBK、和田、东风副场站、主着陆场站完成,均由北京航天指控中心统一指挥,西安卫星测控中心作计算备份。
5.着陆场系统
主着陆场位于我国内蒙中部二连浩特以南阿木古朗草原,负责在飞船返回时的跟踪、搜索和回收。参加搜索回收的设备有直升机和特种车辆。
6.航天员和飞船应用系统
航天员系统和飞船应用系统部分装船产品参加本次任务开机工作,另一部分装船产品不开机工作,但也将经受真实的空间环境和力学环境的考验。