神舟十号(简称:神十 ,英文名:Shenzhou-10 )是中国载人航天工程发射的第十艘飞船,用于执行中国第五次载人航天飞行任务和中国载人航天工程天地往返运输系统首次应用性飞行任务。 飞船高约9米,重约8吨,最大直径2.8米;采用三舱结构布局,由轨道舱、返回舱和推进舱构成。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。飞行速度约每秒7.9千米,每小时飞行2.8万千米。
神舟十号飞船于2013年6月11日从 酒泉卫星发射中心 发射升空,返回舱于6月26日在 主着陆场 安全着陆。 在轨飞行期间, 聂海胜 、 张晓光 、王亚平3名航天员完成进驻天宫一号、飞船与天宫一号自动和手控交会对接、中国首次太空授课、中国首次 航天器绕飞交会试验 以及航天医学实验、技术试验等一系列太空活动。
神舟十号任务进一步考核和巩固了交会对接技术,验证了航天员在轨驻留保障技术。通过在轨维修操作、太空授课和飞船绕飞等一系列空间试验和活动,以神舟十号飞行任务圆满成功为标志,实现中国载人航天工程战略“三步走”第二步第一阶段任务完美收官,也为后续中国载人 空间站 建设积累宝贵经验、奠定良好基础。
历史背景
1986年,邓小平批准实施“863”计划,计划以 载人飞船 开始起步,最终建成中国的 空间站 。1992年,中国载人航天工程正式立项,并确定按照“三步走”的战略实施。 第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术,发射 空间实验室 ,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;第三步,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
从1999年到2002年,中国成功发射了 神舟一号 到 神舟四号 四艘无人飞船,掌握了飞船的安全返回、在轨 载人航天器生命保障系统 等关键技术。2003年10月15日,中国第一艘 载人飞船 神舟五号 成功发射, 杨利伟 成为进入太空的第一位中国人,标志着中国成为世界上第三个能够独立开展 载人航天 活动的国家。2005年10月, 神舟六号飞船 带着航天员 费俊龙 、 聂海胜 突破了多人多天 太空飞行 技术。2008年9月25日, 神舟七号 将 翟志刚 、 刘伯明 、 景海鹏 三名航天员送上太空,并成功实施了航天员首次 太空漫步 。 2011年11月1日, 神舟八号飞船 发射升空,与 天宫一号 进行了两次空间无人自动交会对接,突破和掌握了自动交会对接技术。2012年6月16日,执行中国首次载人交会对接任务的 神舟九号 发射升空,航天员成功驾驶飞船与天宫一号 目标飞行器 对接,这标志着中国成为世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。
主要任务
技术特点
结构组成
神舟十号飞船高约9米,重约8吨,最大直径2.8米;采用三舱结构布局,由轨道舱、返回舱和推进舱构成。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。飞行速度约每秒7.9千米,每小时飞行2.8万千米。 从整体构型上讲,神舟十号与神舟九号等没有太大的差别。 神舟十号任务结束后,返回舱从北京运抵韶山,长期在韶山毛泽东同志纪念馆进行展览。
轨道舱
神舟飞船 的 太空舱 外形为圆柱形。为了使 轨道舱 在独自飞行的阶段可以获得电力, 轨道舱 的两侧安装了 太阳 电池翼。 轨道舱 尾部有4组小的推进 发动机 ,每组4个,为飞船提供辅助 推力 和 轨道舱 分离后继续保持轨道运动的能力; 轨道舱 一侧靠近 返回舱 部分有一个圆形的舱门,为航天员进出 轨道舱 提供了通道。舱门的上面有 轨道舱 的观察窗。 轨道舱 是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外,还有空间应用和科学试验用的仪器设备。
返回舱
神舟飞船 的返回舱呈钟形,有舱门与 轨道舱 相通。返回舱是飞船的指挥控制中心,内设可供3名航天员斜躺的座椅,供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵 手柄 和 光学瞄准镜 等,显示飞船上个系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视,并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。 轨道舱 和 返回舱 均是密闭的舱段,内有环境控制和生命保障系统,确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体,并将温度和湿度调节到人体合适的范围,确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。另外,舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。飞船的 返回舱 侧壁上开设了两个圆形窗口,一个用于航天员观测窗外的情景,另一个供航天员操作 光学瞄准镜 观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构,上面安装了 返回舱 的仪器设备,该底座在返回舱返回地面进入大气层时,保护返回舱不被炙热的大气烧毁。
推进舱
神舟飞船 的推进舱又称 设备舱 ,它呈圆柱形,内部装载 推进系统 的 发动机 和 推进剂 ,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对 太阳翼 ,太阳翼可以绕连接点转动,这样不管飞船怎样运动,它始终可以保持最佳方向获得最大电力。推进舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成,它们在 推进舱 的底部正中。在推进舱侧裙内四周分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,在推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。
相关系统
运载火箭
神舟十号飞船由 长征二号 F遥十 运载火箭 发射升空。与长征二号F遥九运载火箭相比,长征二号F遥十运载火箭进行了18项技术状态和2项工艺状态适应性更改,其中17项主要为提高可靠性。同时,为确保船、箭分离后飞船可以执行大气层外逃逸救生模式,遥十火箭对故障判据进行了进一步完善,增加了如有故障发生,可向飞船发送“运载逃逸信号”的相关指令。
长征二号系列运载火箭 F运载火箭 是捆绑四枚助推器的两级运载火箭,起飞重量为480吨,火箭全长58.34米,一二级直径为3.35米,助推器直径为2.25米, 整流罩 直径为3.8米, 近地轨道 运载能力8500 千克 。主要用于发射 神舟飞船 和大型 目标飞行器 到近地轨道。与其它常规 运载火箭 最大的不同是,其顶部有 逃逸塔 ,当火箭发生故障时,它可以使箭船分离,使航天员脱离危险。
发射场地
神舟十号飞船在 酒泉卫星发射中心 发射升空。 酒泉 卫星 发射中心是 中国建设 的第一个卫星发射场。它位于 甘肃省 酒泉市 东北地区 ,始建于1958年,占地面积约2800平方公里。 这里地势开阔平坦,人烟稀少,如遇紧急情况,可为航天员逃逸救生提供相对安全的保障。同时,作为中国最早组建的一个发射场,酒泉卫星发射中心拥有完善的 生活基础设施 、测控 通信系统 、技术保障系统、 铁路运输 、航空运输等基本条件。
测控通信
神舟十号的测控通信系统采用陆、海、 天基 测控网。 与 神舟九号 任务相比,本次任务新增了 天链一号03星 。 天链一号03星 于2012年7月发射入轨,与之前发射的01星和02星实现全球组网运行后,提升了神舟十号任务测控通信覆盖率。 神舟十号飞船海上测控任务由 远望3号测量船 、五号、六号船组成的 远望号测量船 队联合执行。 远望号船队在本次任务中,承担了101个圈次、134个弧段的测控通信任务,涉及飞船入轨状态监视判断、应急返回数据注入、变轨控制等关键飞控环节。
着陆地点
神舟十号返回着陆场有两个,主着陆场位于内蒙中部 四子王旗 以北地区,副着陆场位于 酒泉卫星发射中心 东部地区,并设置了陆上应急返回着陆区和海上应急溅落区。
应急救援
神舟十号飞船发射海上应急救援保障任务由 交通运输 部救捞局承担,主要是组织救援力量对上升段应急溅落在海上的飞船 返回舱 和航天员实施搜索回收和救援任务。交通运输部救捞局共派遣4艘大型现代化救助船和4架海上专业救助直升机,其中包括2012年年底服役的14000KW远洋救助船“ 东海 救101”轮、现代化大型救助船“ 北海 救112”轮、“东海救112”轮以及“ 南海 救112轮”,另有3架专业救助直升机在机场随时待命。“东海救101”轮携带一架救助直升机前往指定海域执行保障任务,这是中国专业救助船首次搭载专业救助直升机执行保障任务。为了保证任务的圆满完成,参与保障的4艘专业救助船在原有的海上救助设备的基础上对救援设备进行了加改装,使其能够在恶劣海况中搜寻、打捞 返回舱 和救助航天员,还先后完成了应急救援设备海上信标搜索试验和搜救训练。
生活保障
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。
飞行乘组
神舟十号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,负责手控交会对接操作;张晓光,作为辅助指令长的助手,辅助聂海胜工作,在太空授课中,作为摄像师;王亚平,除常规飞行器状态监视、空间实验、设备操控外,主要负责 太空授课 和乘组生活照料。 2名男航天员互为备份,均具备飞船驾驶、组合体管理、手动交会对接、开展空间科学实验,以及故障情况下的应急处置能力。
聂海胜 ,1964年9月出生, 枣阳市 人,1998年入选中国首批航天员。2005年10月,执行 神舟六号飞船 载人飞行任务;2013年6月,执行神舟十号载人飞行任务并担任指令长;2021年6月,执行 神舟十二号 载人飞行任务并担任指令长。
张晓光 ,1966年5月出生, 锦州市 人,1998年1月入选中国首批航天员。2013年4月,入选 天宫一号 与神舟十号载人飞行任务飞行乘组。
王亚平 ,1980年1月出生, 山东省 烟台市 人,2010年5月成为中国第二批航天员。2012年3月,入选 神舟九号 飞行任务备份航天员;2013年6月,执行神舟十号飞行任务;2019年12月,入选 神舟十三号 飞行任务乘组。
任务经过
准备工作
2013年3月19日,执行神舟十号飞行任务的 长征二号系列运载火箭 F遥十 运载火箭 通过出厂评审。 3月22日,神舟十号飞船通过出厂评审。 3月31日,神舟十号飞船运抵 酒泉卫星发射中心 ,在发射场的各项测试准备工作。 5月2日,用于发射神舟十号飞船的 长征二号F运载火箭 通过铁路运抵酒泉卫星发射中心。 6月10日下午,执行此次发射任务的长征二号F遥十火箭开始加注 推进剂 。
发射升空
2013年6月11日17时38分,神舟十号飞船承载着3名航天员在酒泉卫星发射中心,由长征二号F运载火箭成功发射,准确进入轨道。
在轨活动
2013年6月13日13时18分,神舟十号飞船入轨后经地面远距离导引和自主控制飞行,与 天宫一号 实现自动交会对接。 16时17分,航天员顺利进驻天宫一号。 6月14日,三名航天员拆除了天宫一号原来铺设的软质地面材料,更换了更有利于航天员在 失重 条件下保持身体稳定的硬质地板和新的限位装置。 6月20日10时04分至52分,在航天员 聂海胜 、 张晓光 的配合下, 王亚平 为中国6000多万中小学生进行了 太空授课 ,演示了失重环境下一些独特的物理现象,并进行了天地互动交流。 6月23日8时26分,在张晓光和王亚平的密切配合下,指令张聂海胜手动控制神舟十号与 天宫一号 分离并撤离至天宫一号一定距离处。 6月23日10时07分,指令长聂海胜手动控制神舟十号与天宫一号再次成功对接,航天员再次进驻天宫一号。 6月25日7时05分,神舟十号飞船自动撤离天宫一号,随后开展了飞船绕飞等技术试验。
返回着陆
2013年6月26日7时19分,神舟十号飞船进入返回程序; 8时07分,神舟十号飞船 返回舱 在 四子王旗 阿木古郎 牧场安全着陆,三名航天员身体状况良好, 天宫一号 与神舟十号载人飞行任务取得圆满成功。 6月26日下午,三名航天员乘坐的专机从 呼和浩特市 平安飞抵 北京 ,随后进入医学隔离期。
主要成果
交会对接
神舟十号飞船任务期间,与 天宫一号 目标飞行器 共进行两次交会对接,第一次为自动交会对接,第二次由航天员手动控制完成。
2013年6月13日,天宫一号 目标飞行器 与神舟十号飞船成功实现自动交会对接。 这是 天宫一号 自2011年9月发射入轨以来,第5次与 神舟飞船 成功实现交会对接。 10时48分,神舟十号飞船经过多次变轨,转入自主控制状态,以自主导引控制方式向天宫一号逐步靠近。13时11分,神舟十号与天宫一号对接环接触,在按程序顺利完成一系列技术动作后,对接机构锁紧,神舟十号飞船与天宫一号 目标飞行器 建立刚性连接,形成组合体。 16时17分,航天员顺利进驻 天宫一号 。
2013年6月23日,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。8时26分,航天员手动控制神舟十号与天宫一号分离并撤离至天宫一号一定距离处。在 北京航天飞行控制中心 对两航天器飞行状态进行全面检查确认后,航天员聂海胜手动控制神舟十号与天宫一号再次缓缓接近。10时07分,两飞行器连接形成组合体。
太空授课
2013年6月20日,中国首次太空授课在 天宫一号 举行,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。 航天员们在40分钟内分别进行了质量测量、 单摆 运动、 陀螺 、水膜和水球等实验,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。 中国8万余所中学超过6000万名师生同步组织收听收看太空授课活动实况。
绕飞试验
2013年6月25日, 天宫一号 与神舟十号组合体顺利分离,神舟十号撤离至距天宫一号相对一定距离处。随后,神舟十号按照预定程序进行变轨控制,从 天宫一号 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 。这次试验的主要目的是验证航天器绕飞及多方位交会技术,为后续 空间站 工程建设积累经验。
获得荣誉
2013年11月7日,神舟十号返回舱获得第15届中国工博会特别荣誉奖。
2013年11月,神舟十号与 天宫一号 空间交会对接机构项目获得中国 全国质量奖 卓越项目奖。
媒体评价
“ 神一 ”到“ 神舟九号 ”都是试验性飞行,而这次则是中国天地往返 运输系统 首次应用性 太空飞行 ,这表明中国已基本掌握建立 空间站 的核心技术。—— 英国 《 金融时报 》
神舟十号任务标志着中国正通过有条不紊的发展赶上 美国 和 俄罗斯 这两个拥有 载人航天 技术的国家。—— 美联社
与美国和俄罗斯这两个航天领域的超级大国相比,中国还有很长一段距离需要追赶,而神舟十号任务是中国不断增长的空间实力的一个最新展示。—— 路透社