神舟十号飞船(2013年中国发射的航天仪器)

由网友(回忆再美乜是曾经)分享简介:神船10号飞舟(The Shenzhou ten spacecraft)是1颗由中国航天科技散团私司研制的“神船”号系列飞舟,于二零一三年六月一一日一七时三八分正在酒泉卫星发射中间由少征2号F革新型运载水箭发射降空。该飞船长要用于为天宫1号正在轨运营供给职员以及物质六合来回运输办事;[一]举行航天员空间情况顺应性、空间操做工效...

神舟十号飞船(The Shenzhou ten spacecraft)是一颗由中国航天科技集团公司研制的“神舟”号系列飞船,于2013年6月11日17时38分在酒泉卫星发射中心由长征二号F改进型运载火箭发射升空。

全程视频直播 神舟十号发射 航天员出征

该飞船主要用于为天宫一号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务;[1]进行航天员空间环境适应性、空间操作工效研究,开展空间科学实验、航天器在轨维修试验和空间站有关关键技术验证试验,首次开展面向青少年的太空科学讲座科普教育活动等。神舟十号飞行任务实现了中国载人航天飞行任务的连战连捷,为工程第二步第一阶段任务划上了圆满的句号,也为后续载人航天空间站的建设奠定了良好的基础。[2]

中文名

神舟十号飞船

发射地点

酒泉卫星发射中心“921工位”

所属国家

中国

返回时间

2013年6月26日8时7分

发射载具

长征二号F改进型运载火箭

飞船组成

推进舱、返回舱、轨道舱和附加段

长度

9米[3]

外文名

The Shenzhou ten spacecraft

返回地点

内蒙古四子王旗境内阿木古郎草原

发射时间

2013年6月11日17时38分

宇航员

聂海胜、张晓光、王亚平(女)

飞行时间

15天

重量

约8吨

任务进程

2013年1月22日,中国载人航天工程第二十二次工作会暨神舟十号任务动员会在京召开。[4]

2013年2月25日,中国航天科技集团公司一院211厂测试人员与设计人员顺利完成发射神舟十号的长二F火箭测试后,对多媒体记录复查工作。

2013年2月28日,中国载人航天工程新闻发言人发言,计划该年实施天宫一号与神舟十号载人飞行任务,开展载人天地往返运输系统首次应用性飞行。[5]

2013年3月,神舟十号飞船、长征二F遥十火箭等飞行产品陆续进场后,与运载火箭吊装

对接构成一个完整的组合体。同月,神舟十号飞船完成总装,进行出厂测试;长征二号F遥十运载火箭完成测试,进行出厂前准备;航天员训练正按计划进行;发射场、测控通信、着陆场等系统各项准备工作进展顺利;天宫一号目标飞行器在轨运行正常、状态良好。

2013年3月22日,中国航天科技集团公司和空间技术研究院在京组织召开评审会,同意神舟十号载人飞船出厂执行飞行任务。

2013年3月31日上午,搭载神舟十号飞船的大型运输机从北京启程,将神舟十号运往酒泉卫星发射中心。

2013年5月2日,用于发射神舟十号飞船的长征二号F运载火箭运抵酒泉卫星发射中心,进行在发射场的各项测试准备工作。[6]

2013年5月6日,历时20天的神舟十号飞船发射场电测工作顺利结束。从4月16日飞船整船加电到5月6日,神舟十号飞船在发射场加电测试共进行了120多个小时,试验队圆满完成了各分系统的检查、专项测试、天地大回路话音图像检查、各种模式模飞,进行了大量的数据判读。[7]

2013年5月18日,神舟十号加注前质量评审会召开。

2013年5月19日,神舟十号转入加注厂房。[8]

2013年5月27日,神舟十号飞船和长二F火箭发射试验队开始了火箭整流罩合罩工作。

2013年5月27日上午,在中国航天科技集团公司火箭系统、飞船系统的共同组织下,两个半罩被顺利吊装至飞船两侧的轨道上。随后,两个半罩在轨道上缓慢平移,稳稳对接,将神舟十号飞船完全包裹在其中。

2013年6月3日上午,神舟十号飞船、长征二号F遥十火箭组合体,已从酒泉卫星发射中心载人航天发射场技术区垂直转运至发射区。标志神十任务正式开启。

2013年6月8日,承载着组合体的活动发射平台缓缓驶出载人航天发射场垂直总装测试厂房,沿着1500米的无缝钢轨,以每分钟不超过20米的速度,安全转运至发射塔架。

2013年6月10日,神舟十号发射装置长征二号F遥十火箭加注推进剂。同日,中国载人航天工程新闻发言人武平在新闻发布会上宣布,经任务总指挥部研究决定,定于6月11日17时38分在酒泉卫星发射中心发射神舟十号载人飞船,飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成,聂海胜担任指令长。

2013年6月11日,神舟十号发射升空,并进入预定轨道。[9]

2013年6月13日,神舟十号与天宫一号完成自动交会对接任务,航天员入驻天宫一号。[10]

2013年6月14日,神舟十号航天员对天宫一号目标飞行器进行在轨维护,完成内装饰材料更换试验。[11]

2013年6月23日,神舟十号与天宫一号目标飞行器实现手控交会对接,两飞行器建立刚性连接,形成组合体。[12]

2013年6月25日,神舟十号与天宫一号组合体成功分离,飞船从天宫一号目标飞行器上方绕飞至其后方,并完成近距离交会。[13]

北京时间2013年6月26日8时7分许,搭乘3名中国航天员的神舟十号载人飞船返回舱,在位于内蒙古中部草原上的“神十”任务主着陆场预定区域内蒙古四子王旗顺利着陆,返回舱目视烧蚀正常、外观良好。航天员聂海胜、张晓光、王亚平顺利出舱,身体状况良好。[14]

2013年6月28日,神舟十号返回舱开舱仪式在北京举行,进行搭载物品移交工作。[15]

2020年12月20日10时20分许,神舟十号载人飞船返回舱运抵湖南韶山。长期借用给湖南,在韶山毛泽东同志纪念馆展出。[16][17]

飞船参数

高度:约9米[18]

重量:约8吨

直径:最大直径2.9米

组成:推进舱、返回舱和轨道舱

发射时间:2013年6月11日17时38分02.666秒

返回时间:2013年6月26日8时07分

飞行速度:约每秒7.9公里,每小时飞行2.8万公里,每90分钟绕地球一圈

飞行时间:在轨飞行15天,其中12天与天宫一号组成组合体在太空中飞行

发射初始轨道:近地点约200公里、远地点约330公里的椭圆轨道交会

对接轨道:距地约343公里的近圆轨道

任务阶段:载人航天工程第二步第一阶段,交会对接任务收官之战,载人飞船天地往返运输系统定型阶段。 试验任务:自动和手动交会对接、组合体飞行、绕飞等。

飞船任务

1.为天宫一号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,进一步考核交会对接、载人天地往返运输系统的功能和性能。

2.进一步考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力。

3.进行航天员空间环境适应性、空间操作工效研究,开展空间科学实验、航天器在轨维修试验和空间站有关关键技术验证试验,首次开展面向青少年的太空科学讲座科普教育活动等。

4.进一步考核工程各系统执行飞行任务的功能、性能和系统间协调性。

5.进行太空授课。[19]

主要任务

2013年2月28日,中国载人航天工程新闻发言人表示:中国将于2013年实施天宫一号与神舟十号载人飞行任务,开展载人天地往返运输系统首次应用性飞行。“神十”背负的任务将是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。“神十”将巩固和优化“神九”实现的载人交会对接技术,对“神九”和“神八”飞船存在的不完善之处予以改进。根据初步计划,神舟十号将在太空飞行15天,与天宫一号目标飞行器进行自动和手动交汇对接,航天员进入天宫实验舱进行短暂的有人照管科学实验,并开展科普讲课等天地互动项目。

根据任务计划,神舟十号飞船于2013年6月11日17时38分在酒泉卫星发射中心发射,3名航天员驾乘飞船与在轨运行的天宫一号目标飞行器进行载人交会对接。这次任务的主要目的,一是为天宫一号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,进一步考核交会对接、载人天地往返运输系统的功能和性能;二是进一步考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,以及航天员执行飞行任务的能力;三是进行航天员空间环境适应性、空间操作工效研究,开展空间科学实验、航天器在轨维修试验和空间站等关键技术验证试验,首次开展面向青少年的太空科学讲座科普教育活动等;四是进一步考核工程各系统执行飞行任务的功能、性能和系统间协调性。[20]

除了载人交会对接技术的巩固外,“神十”还对飞行时间、航天员工作程序、工作方式、科学试验项目编排上进行调整,为中国空间站的建设打基础。

解密任务

搭载“神舟十号”飞船的大型运输机2013年3月31日上午从北京启程,将“神舟十号”运往酒泉卫星发射中心。航天科技集团科技委主任、中科院院士包为民表示,如果“神舟十号”各项任务顺利的话,将意味着中国载人飞船天地往返运输系统已经建成,未来中国航天将进入空间站时代。

航天科技集团神舟十号飞船总设计师张柏楠表示,中国载人航天只是解决了天地往返运输这个问题,实际上再往后一个是建造合同运营空间站,解决人类长期在太空轨道上生存,应该说未来的任务和挑战还是十分艰巨的。

建设空间站需要用到航天器绕飞技术,而我国载人航天工程下一步的任务就是建设空间站。为验证空间站工程交会对接所需的绕飞技术,神舟十号飞船增加了由前向后的绕飞功能,而通过神舟十号任务,进行了由分离后的前向5千米停泊点,经天宫一号上方2千米,绕飞至后向5千米停泊点的绕飞试验,验证了载人飞船从前向至后向的交会轨道转移停泊方案,为空间站工程载人飞船和货运飞船正常任务和故障时在前后对接口间转移的方案设计提供了飞行数据验证。

要建设空间站,交会对接是必须跨越的技术门槛,只有两个航天器对接成功,航天员和货物才能在地面和空间站之间自由往返。神舟八号、神舟九号、神舟十号就是验证这一技术的关键。而接下来空间站的建设还将有更多的技术需要突破。

我们还要进行小规模的空间实验室的研制工作,同时还要进行货运飞船的研制工作。我们能够往空间实验室运送宇航员和少量的实验设备,我们还要运送更大规模的实验室设备。这些工作都需要在后续的工作中继续进行攻关、研制和验证。

中国天宫二号已在研制中。他表示:“空间站正式建造前还要进行一系列的试验,在天宫二号上进行。在研制的阶段,天宫二号上可能要进行安排一些加注,就是给飞船、空间实验室进行(推进剂)加注这些实验,这样的话,可能需要新一代运载火箭作为它的运载工具。这样我估计在十三五可能会安排这些工作。”

飞行计划

2013年6月26日8时07分,神舟十号飞船独立飞行3天,与天宫一号组合体联合飞行12天,完成了三次交会、两次对接、一次绕飞,在轨飞行15天后,飞船返回舱在内蒙古中部地区成功回收。这是神舟载人飞船首次执行应用任务,是神舟飞船由研制飞行试验型过渡到实用型的飞跃,进一步考核了载人飞船的功能和性能,再一次验证了状态日趋成熟固化的神舟飞船的可靠性和安全性。

组合体飞行期间,航天员进驻天宫一号,并开展航天医学实验、技术试验及太空授课活动。完成组合体飞行后,飞船撤离并返回着陆场,天宫一号转至长期运营轨道。[21]

选拔人员

神舟十号中有三名航天员执行任务,乘组仍然由两名男航天员和一名女航天员组成。“神十”航天员的人选是聂海胜、张晓光、王亚平。

保障措施

通过神舟九号任务,获取了航天员在太空工作和生活的大量数据,也积累了一定的经验,同时,也发现了一些需要改进和完善的地方。为了进一步提高航天员在太空工作和生活的质量,采取了以下几方面的措施:

第一是完善了舱内生活垃圾处理。本次任务中增加了废物收集袋的品种规格和数量,方便航天员在轨对生活废弃物进行密封处理和存放。

第二是丰富了航天食品,针对航天员进行了个性化的设计增加了食品种类,而且通过改进工艺改进了食品的感官接受性。

第三是优化了航天员的工作程序和作息安排,增加了工作项目的时间余量。此外,经过为天宫一号更换地板、还有一些限位装置,可以使航天员的天宫生活更加方便。[22]

技术状态

天宫一号于2011年9月29日发射入轨,截至发射2013年6月,已在轨运行610多天,运行稳定,所有设备状态良好,推进剂等消耗性资源满足执行后续任务要求。[23]

飞船组成

神舟十号飞船主要由推进舱、返回舱和轨道舱组成,与神舟九号飞船技术状态基本一致,为进一步提高安全性与可靠性,进行了部分技术状态更改。飞船全长9米,舱段最大直径2.8米;飞行速度约每秒7.9千米,每小时飞行2.8万千米 。[23]

发射神舟十号飞船的长征二号F遥十火箭与遥九火箭技术状态基本一致,全长约58米,起飞质量约496820千克。

测控通信

测控通信网(运行段)由3颗天链一号中继卫星(中继卫星控制管理中心)、12个中国内外地面测控站、3艘测量船,以及北京航天飞行控制中心、东风航天发射指挥控制中心和西安卫星测控中心等组成。[23]

着陆场地

主着陆场位于内蒙古中部地区草原,副着陆场位于酒泉卫星发射中心东南地区,并设置了陆上应急返回着陆区和海上应急溅落区。[23]

太空飞行

2013年6月13日13时18分,天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功自动交会对接。在完成一系列准备工作后,3名航天员进入神舟十号飞船轨道舱,脱下舱内航天服,换上蓝色工作服。经地面科研人员对天宫一号目标飞行器舱内环境进行检查确认,北京航天飞行控制中心向航天员下达了进入天宫一号的指令。在张晓光的协助下,聂海胜顺利开启天宫一号舱门,随后,3名航天员依次进入天宫一号,通过安装在舱内的摄像机镜头向地面科研人员挥手致意。

在天宫一号与神舟十号组合体飞行期间,3名航天员开展多项空间科学实验和技术试验活动,为后续空间站工程建设积累经验。边进行载人航天相关技术试验验证,边进行科学实验,推动相关科学领域的发展,历来是我国载人航天的一大特色,这一特色在神舟十号飞船与天宫一号组合体的联合飞行中,体现得更加充分。利用神舟十号任务契机,进行多项目技术试验和科学实验,是神舟十号任务的又一浓重的特色。神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器组合体,构成了一个科学实验的平台,在这个平台上,上演了一场中国载人航天工程边进行技术验证,边进行科学实验的活剧。神舟十号飞船在轨试验分为航天器技术、航天医学和公益项目三个方面,试验项目共计近40项。主要集中在航天器绕飞技术验证、太空维修、长期太空运行过程中的材料及舱内微生物、空间站关键和核心技术、航天医学和公益等方面。通过这些项目的开展,将进一步为建设空间站作技术准备。

这些项目中,最吸引人眼球的恐怕要数太空维修和公益活动了。

为确保航天员在天宫一号实验舱里的正常活动,科技人员在进行舱内地板限位设计的时候,采取了多项措施,但是,在神舟九号任务中,发现天宫一号实验舱的地板在航天员行走使用过程中,仍然存在许多不方便的地方。比如,原先考虑到保证航天员在舱内的安全,舱内地板设计时,使用的材料是软质的,在太空失重环境的作用下,这种软质材料的地板向上鼓胀,导致航天员在舱内行走过程中很不方便,看过神舟九号发射时航天员进入天宫一号实况转播的读者大概不会忘记,当航天员从气闸舱进入天宫一号的时候,由于太空引力的作用,舱内地板像纸一样忽悠忽悠地向上飘浮,航天员走在上面,像是踩在棉花上一样。

为进一步方便航天员在天宫一号舱内的活动和工作,技术人员专门设计了纸蜂窝结构的硬质地板、硬质扶手和增强型软质手脚限位器,通过神舟十号搭载送到天宫一号上,然后,由神舟十号航天员在轨组装。这样,不仅使航天员在天宫一号舱内,踩在地板上不再像踩在棉花上,而且可以很方便地抓住舱壁扶手,脚底下的限制器长度也可以根据需要来进行调整,从而保证了航天员在舱内可以自如可靠地活动。为了试验改进后的效果,在神舟十号任务准备阶段,技术人员还专门邀请航天员到研制现场进行体验,航天员感觉很好。

太空公益活动项目更是赚足了人们的眼球。神舟十号任务期间,航天员在天宫一号里开展的科普教育实验和太空邮局两项公益活动,深深地吸引了航天迷的目光。通过电视转播,太空神奇的环境、航天员身临其境的讲解和演示,把观众带入到梦幻般的美妙世界,进一步加深了人们对空间环境的了解。

太空授课

航天员王亚平于2013年6月20日上午10:04-10:55授课,聂海胜担任指令长授课内容,为中国青少年演示讲解失重环境下的基础物理实验。

此次太空授课活动安排的实验项目,将展示失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。为确保太空授课活动顺利实施,航天员们进行了认真备课,载人航天工程各系统将为太空授课活动提供全面支持和保障。[24]

此次太空授课活动由中国载人航天工程办公室、教育部、中国科协共同主办。包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女及港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生,参加地面课堂活动,中国8万余所中学6000余万名师生同步组织收听收看太空授课活动实况。

太空授课由女航天员王亚平担任主讲,聂海胜辅助授课,张晓光担任摄像师。10时04分,设在中国人民大学附属中学的地面课堂开始上课,师生们共同观看了讲述航天员太空生活的电视短片《航天员在太空的衣食住行》。10时11分,地面课堂建立与天宫一号的双向通信链路,太空授课正式开始,在大约40分钟的授课中,航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象,并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流。

有关专家称,太空授课活动是中国载人航天飞行中首次开展的教育类应用任务,体现了载人航天工程直接为国民教育服务的理念,必将进一步激发广大青少年崇尚科学、热爱航天、探索未知的热情与梦想。

授课内容

序号

名称

1

打开“箱子”测质量

2

神奇单摆做圆周运动

3

陀螺轴向不变向前飞

4

“水膜”内嵌入中国结

5

普通水变身“魔法水球”

参考资料:[25]

手控对接

2013年6月23日10时07分,在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下,天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现手控交会对接。按照计划,三名航天员进驻天宫一号,进行相关科学实验。[26]

交会试验

2013年6月25日,天宫一号与神舟十号成功分离,神舟十号从天宫一号目标飞行器上方绕飞至其后方,并完成近距离交会,这是中国首次成功实施航天器绕飞交会试验。这次试验将为后续空间站工程建设积累经验。[27]

飞行运载

神舟十号飞行乘组共计3人,于2013年4月入选天宫一号与神舟十号载人飞行任务,分别为:

成员

性别

担任

图片

聂海胜

指令长[28]

张晓光

协助员[29]

王亚平

协助员[30]

运载物品

神舟十号移交的搭载物中,既有任务中搭乘神十飞船飞行15天的物品,也有跟随天宫一号飞行630多天、由神舟十号航天员带回的物品,包括安徽、江苏、云南等省搭载的粮食和经济作物种子、医学生物样本等科学实验物品,北京市中小学生写给神十航天员的信件以及部分美术书法作品等;其中有一枚体积微小的芯片,上面储存着从中国征集来的各类航天主题艺术作品,航天员还同时带回天宫一号内饰物“中国结”。[31]

技术保障

神舟十号采用多个关键技术,保障飞行任务成功展开,其中主要技术为:

1、光学成像敏感器相机探头消杂散光涂层在制导、导航、控制等关键过程中发挥重要作用。

2、空间对接机构涂层的成功研制大幅提高了对接可靠性。

3、耐辐照舷窗玻璃提高了飞船视窗在恶劣空间辐照环境下的使用寿命。

4、飞船防热天线窗确保了飞船和宇航员顺利地与地面指挥中心保持正常的通讯。

5、应用于主着陆场雷达系统的堇青石微晶玻璃元件为飞船返回舱成功着陆发挥了关键作用。

6、应用于天宫一号可见光相机主镜的轻量化碳化硅光学部件则是中国当时获得成功应用的国产最大尺寸反射镜。[32]

技术突破

1、首次进行载人天地往返运输系统的应用性飞行。神舟十号进行载人天地往返运输系统的首次应用性飞行,其任务是为天宫一号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务,进一步考核交会对接、载人天地往返运输系统的功能和性能。

2、首次增加了绕飞。神舟十号绕着目标飞行器天宫一号进行绕飞;该实验的成功对建造空间站同样非常重要,因为空间站上可能有多个对接口,飞行器要从多个方向与它对接。

3、神舟十号航天员首次太空授课,将天地连线。神舟十号与天宫一号组成组合体飞行12天,该期间航天员把天宫一号作为太空讲堂,给地面的青少年做太空讲座,还会做一些富有趣味的太空实验,让孩子们了解太空知识,感受到太空的奇妙,激发对航天的兴趣。

4、"太空空调"和"太空厨房"使用升级版。针对神十任务神舟十号对太空空调和太空厨房作进一步的升级,力求可靠性更高,功能更多,舒适度更好。[33]

太空保障

为了进一步提高航天员在太空工作和生活的质量,神舟十号采取了以下几方面的措施:

1、完善了舱内生活垃圾处理。本次任务中增加了废物收集袋的品种规格和数量,方便航天员在轨对生活废弃物进行密封处理和存放。

2、丰富了航天食品,针对航天员进行了个性化的设计增加了食品种类,而且通过改进工艺改进了食品的感官接受性。

3、优化了航天员的工作程序和作息安排,增加了工作项目的时间余量。此外,经过为天宫一号更换地板、还有一些限位装置,可以使航天员的天宫生活更加方便。

荣誉记录

获奖单位(项目名称)

所获奖项

神十返回舱

2013年第15届中国国际工业博览会特别荣誉奖[34]

神舟十号与天宫一号空间交会对接机构项目

2013年中国全国质量奖卓越项目奖[35]

文化特色

2013年6月,为纪念神舟十号飞行任务,中国集邮总公司发行《中国梦航天情》纪念邮折、《神十飞行任务纪念封》、《神十航天员纪念封》等多款邮品;其《中国梦 航天情》十年载人航天个性化邮票本册集航天壮丽史诗与航天科普知识于一体,重现5次载人航天飞行的跨越,展示泱泱大国的航天情节和民族自豪感。

纪念展示

2020年12月20日,神舟十号的返回舱运抵湖南韶山毛泽东同志纪念馆进行展示。[17]

科研评价

神舟十号飞行任务实现了中国载人航天飞行任务的连战连捷,为工程第二步第一阶段任务划上了圆满的句号,也为后续载人航天空间站的建设奠定了良好的基础。(国家航天局 评)[2]

神舟十号飞行任务圆满成功为标志,中国载人航天工程全面进入载人空间站工程建设阶段。(中国载人航天工程办公室主任王兆耀 评)[36]

中国载人航天工程总设计师周建平介绍,在承担的使命上,神九主要是进行载人空间交会对接试验,实现载人交会对接技术的突破。而神十虽然还要继续进行与天宫一号的自动和手动空间交会对接,但是其重点转向对这些技术的验证和应用。相当于载人飞船天地往返运输系统要进一步定型阶段,为以后进一步开展空间实验室的研究和空间站的建设奠定一个天地往返的运输系统。在具体实验内容上,神十增加了绕飞,也就是神十飞船计划绕着目标飞行器天宫一号进行绕飞。这一实验的成功对建造空间站同样非常重要,因为空间站上可能有多个对接口,飞行器要从多个方向与它对接,这就需要对飞行器绕飞进行进一步考核。

总结起来就是,在神九标志中国突破和掌握了载人交会对接技术的基础上,神十将进行载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。神十发射并完成与天宫一号空间交会对接等任务后,中国载人航天第二步任务第一阶段将完美收工,全面进入空间实验室和空间站研制阶段。(周建平 评)

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