中国科学技术馆

中国科学技术馆(China Science and Technology Museum),位于北京市朝阳区北辰东路5号,东临亚运居住区,西濒奥运水系,南依奥运主体育场,北望森林公园,于1958年筹建,建设分为两期工程和新馆工程,分别于1988年9月22日、2000年4月29日、2009年9月16日开放。

中国科学技术馆建筑面积10.2万平方米,其中展览面积4万平方米,展教面积4.88万平方米。中国科学技术馆建筑较有特色,整体是一个体量较大的单体正方形,利用若干个积木般的块体相互咬合,使整个建筑呈现出一个巨大的“鲁班锁”,又像一个“魔方”,蕴含着“解锁”“探秘”的寓意。新馆设有“科学乐园”“华夏之光”“探索与发现”“科技与生活”“挑战与未来”五大主题展厅、公共空间展示区及球幕影院、巨幕影院、动感影院、4D影院等四个特效影院。

2008年5月18日,中国科学技术馆被国家文物局公布为第一批国家一级博物馆。2017年3月28日,中国科学技术馆被国家旅游局、中国科学院推选为“首批中国十大科技旅游基地”。

历史沿革

筹备阶段

中国科学技术馆在1958年开始筹建,时称“中央科学馆”。经周恩来总理和聂荣臻副总理批准,该馆的建设列入了建国十周年首都十大工程之一。后因资金、材料等的紧缺,为了给人民大会堂等工程让路,中央决定科学馆工程停建。

在1978年召开的全国科学大会上,包括茅以升和钱学森在内的一批老科学家再次向中央提出建设中国科学技术馆的倡议。

在邓小平和方毅等中央领导同志的直接关怀和支持下,国家计委1979年2月21日批准了兴建中国科学技术馆,并成立了以茅以升为主任的中国科学技术馆筹建委员会负责筹建工作。

1983年,茅以升教授等科学家在全国人大会议上提出加速实施中国科学技术馆建设的提案,得到姚依林、万里等党和国家领导人的大力支持。同年7月,国家计委批准了中国科学技术馆作为国家“七五”计划的项目之一分两期建设的初步设计。

1984年11月,邓小平为中国科学技术馆题写馆名,同年11月21日,中国科学技术馆一期工程破土动工,姚依林为开工奠基典礼剪彩。

一期工程

一期工程总建筑面积2万平方米,主要由综合业务楼、一期展厅和穹幕影厅组成。

1993年,穹幕影厅建成竣工。

1994年5月,穹幕影厅投入使用。

1988年8月,综合业务楼和一期展厅竣工,同年9月22日,正式对社会开放。

1988年9月22日,中国科学技术馆举行了开馆典礼。参加典礼的有中外来宾近500人,其中包括中共中央书记处书记芮杏文、国务委员兼国家科委主任宋健、全国政协副主席方毅,全国政协副主席、中国科协主席钱学森,中国科协副主席何康、中国科协书记处书记高镇宁、曹令中、李宝恒等同志。

1995年8月,穹幕影厅建成开放。

1996年,在一期展厅原有展览内容设置的基础上增设“现代电信技术”展区,加上“英特尔电脑小博士工作室”和“动手园地”的开设,使观众呈现出逐年递增的趋势,由开馆初期年接待观众十几万人次,至后来年观众量超过40万人次。

二期工程

1995年3月,许嘉璐等45位全国人大代表和高镇宁等27位全国政协委员分别在八届全国人大第三次会议和政协八届全国委员会第三次会议上提出了《在本世纪末完成中国科学技术馆主体工程建设》的建议和提案。

1996年3月,在全国人大八届四次会议和全国政协八届四次会议上,卢嘉锡、何康等114名全国人大代表提出了《把中国科学技术馆列为国家重点工程项目,落实投资,确保“九五”期间建成》的议案;张开逊等109名政协全国委员提出了《殷切期待党中央、国务院在‘九五’期间建成中国科学技术馆》的提案;陈难先等68名政协全国委员提出了《中国科学技术馆应列为‘九五’国家重点工程》的提案;同年8月15日,吴阶平、钱伟长、钱正英、朱光亚、钱学森和卢嘉锡等19位中国国内外学者联名致函江泽民主席和李鹏总理,建议早日建成中国科学技术馆。

1996年11月,国家计委批准中国科学技术馆在一期工程基础上扩建4.5万平方米的总体规划方案。根据这一方案,工程将分为二、三两期实施;二期工程完成后,三期工程将接续建设;中国科学技术馆全面建成后,总建筑面积将达到6.5万平方米,进入到世界大型科技博物馆和科学中心的行列。

经过一年多的前期筹备工作,被列为首都北京庆祝中华人民共和国成立50周年献礼工程的二期工程新展厅于1998年2月24日破土动工,全国人大常委会副委员长雷洁琼、卢嘉锡,政协全国委员会副主席钱正英、朱光亚等领导同志出席了开工典礼;全国人大常委会副委员长、中国科协主席周光召在典礼上讲话。

1999年9月17日,新展厅竣工。

2000年4月29日,正式对社会开放。中共中央总书记、国家主席江泽民为中国科学技术馆二期新馆题词:“弘扬科学精神,普及科学知识,传播科学思想和科学方法”;全国人大常委会副委员长、中国科协主席周光召,政协全国委员会副主席朱光亚以及北京市委书记贾庆林和北京市长刘淇等领导同志出席了开馆典礼并剪彩。

2001年,中国科学技术馆投入巨资,将一期展厅的二、三层改建为专门以3—10岁儿童为对象的“儿童科学乐园”,让孩子们手脑并动,寓学于乐,在无拘无束的玩耍和好奇的探索中领略并学习到最基本的科技知识和技能,同时激发想象力,开发脑潜能,培养对科学的兴趣。

二期工程新展厅建筑面积达2.3万平方米,共有五层,一至三层展示现代科学技术,四层为中国古代科技成就展区,五层为临时展区,用于展出短期专题展览。随着二期新展厅投入使用并发挥起主展厅的作用,原来一期工程展厅用于举办各类专题展览。

新馆工程

二期工程新展厅对公众开放之后,中国科学技术馆即依据国家计委批准的总体规划方案积极投入到三期工程的筹备工作中,组织有关部门起草了《中国科学技术馆三期工程项目建议书》,为三期工程的接续建设进行认真的筹划。

2001年10月,中国科协与北京市计委对三期工程的三个可供选择方案之利弊进行了反复比较,最后一致认为异地新建为最佳方案。

2002年6月12日,中共中央政治局委员、北京市委书记贾庆林,北京市市长刘淇等与全国人大常委会副委员长、中国科协主席周光召,中国科协副主席、党组书记、书记处第一书记张玉台,中国科协副主席、书记处书记徐善衍等就中国科学技术馆三期工程建设进行会谈后商定:采纳异地新建方案,在奥林匹克公园内建设中国科学技术馆新馆,建设规模12万平方米,基建投资12亿元,由国家和北京市按1:1比例出资。这一安排最终得到了国家计委的认可和同意“中国科学技术馆三期工程”遂改称“中国科学技术馆新馆建设工程”。

2005年4月1日,国家发展改革委给中国科协和北京市发展改革委下达了《国家发展改革委关于中国科学技术馆新馆项目建议书的批复》。至此,中国科学技术馆新馆项目建设在国家正式立项。国家发展改革委在批复中同意在国家奥林匹克公园内建设中国科学技术馆新馆。新馆项目总投资10.9亿元,建设期2年。新馆建设地点位于国家奥林匹克公园东北侧(B01地块),规划占地面积4.83公顷。中国科学技术馆新馆的建设目标是建成主题突出、功能完善的现代化、综合性国家级科技馆。

2006年5月9日,中国科学技术馆新馆举行奠基典礼。中央政治局委员、全国人大副委员长王兆国,中央政治局委员、北京市委书记刘淇,全国人大常委会副委员长韩启德,国务委员陈至立,中国科协主席周光召,北京市委副书记、市长王岐山,中国科协副主席、党组书记、书记处第一书记邓楠等领导出席了奠基典礼。

2009年9月16日,中国科学技术馆新馆正式建成开放。

2021年8月8日,青少年冬奥教育基地正式落户中国科学技术馆,面向青少年开展冬奥教育活动,推广普及冰雪运动。

2022年4月23日,在第七个“中国航天日”来临之际,中国科技馆“未来科学节之火星嘉年华”正式面向公众开放。

2023年5月17日,历时3年自主设计、精心打造的“共话健康真意”常设展厅于2023年5月全新亮相。

2023年9月22日,中国科技馆专家指导委员会成立大会暨第一次全体会议召开。

2024年7月12日,中国科技馆与重庆大学共建的“科普创新实验室”在重庆大学揭牌成立。

建筑格局

中国科学技术馆占地4.8万平方米,建筑面积10.2万平方米,其中展览面积4万平方米,展教面积4.88万平方米。中国科学技术馆建筑较有特色,整体是一个体量较大的单体正方形,利用若干个积木般的块体相互咬合,使整个建筑呈现出一个巨大的“鲁班锁”,又像一个“魔方”,蕴含着“解锁”“探秘”的寓意。新馆设有“科学乐园”“华夏之光”“探索与发现”“科技与生活”“挑战与未来”五大主题展厅、公共空间展示区及球幕影院、巨幕影院、动感影院、4D影院等四个特效影院,其中球幕影院兼具穹幕电影放映和天象演示两种功能。此外,新馆设有多间实验室、教室、科普报告厅、多功能厅及短期展厅。

展出内容

科学乐园

综述

中国科学技术馆“儿童科学乐园”主题展厅充分吸纳国内外先进的科学教育理念,遵从儿童身心发展规律,鼓励儿童善于观察、勇于探索,在快乐参与过程中获得直接经验,提高儿童的创造力、想象力和实践能力,从小培养终生受益的科学决策能力。同时将家长也作为重要受众群体,使家长在陪伴儿童的同时还能获得科学教育观念的提升。

展厅主题“乐享科学,筑梦童心”,目标观众为3—8岁儿童及陪同前来的家长,总面积3900平方米。展厅根据儿童认知发展由近及远、由表及里的规律,从儿童自身开始,逐级扩展到身边的自然世界,了解社会生活中的科技应用,延伸到体验前沿科技和探索神秘的宇宙空间,形成按照“认识自己、亲近自然、了解社会、触摸科技”逐级展开的主题脉络,共设置人体探秘、健康成长、山林王国、戏水港湾、热闹城市、角色体验、机器伙伴、神奇宇宙8个主题展区和1个科学秀场,展品128件。

人体探秘

中国科学技术馆儿童乐园展览人体探秘展区以“探知身体奥秘、养成健康习惯”为教育目标,从生命的诞生、身体的秘密、脑科学与教育三个方面展开。

健康成长

中国科学技术馆儿童乐园展览健康成长展区以“关爱健康成长、培养社会情绪”为教育目标,从体验快乐运动和社会情绪能力两个方面展开。培养孩子的发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力。

山林王国

中国科学技术馆科学乐园展览山林王国展区以“亲近美丽自然,共筑生态家园”为教育目标,激发儿童探究自然的兴趣和爱护生物的情感,形成热爱大自然、保护生态环境的意识。

戏水乐园

中国科学技术馆儿童科学乐园展览戏水乐园展区以水为载体,可以呈现流体特性、力与运动、能量传递与转换等现象和相关科学概念;以“探索水的奥秘、认识水上交通”为教育目标,从“戏水玩水”和“航海体验”两方面展开宣传教育。

热闹城市

热闹城市是人类文明和社会进步的标志,是人们利用技术改造自然建设的家园,同时也是儿童感知社会、了解社会的重要场所,展区以“了解城市建设、提升安全意识”为教育目标,从城市规划建设和安全生活两个方面展开。

角色体验

角色体验从熟悉的日常生活出发,通过对现实生活的角色体验,能更加直观、便捷地进行相关科学活动的探索,养成好奇探索的科学思维习惯,展区以“感受科技生活、培养社会责任”为教育目标,激发儿童对科技的热爱,以及对未来社会生活的憧憬。

机器伙伴

伙伴展区通过动手探索培养实践能力和创新精神,对于儿童科学素质启蒙意义重大,展区以“了解常见机械结构,体验机器人神奇本领”为教育目标,从球球世界和机器人两方面内容展开。

神奇宇宙

神奇宇宙展区以“探索宇宙奥秘,触摸航天科技”为教育目标,激发儿童对宇宙的探究兴趣,初步建立科学的宇宙观和自然观,有助于激发他们对地球和宇宙的探究热情,帮助儿童发展空间想象、模型思维、逻辑推理等能力。

科学秀场

中国科学技术馆乐园展览科学秀场展区以“探知物质世界,体验创造乐趣”为教育目标,可以组织科学实验、舞台表演以及动手制作等活动,培养孩子初步的探究能力,在探究中认识周围事物和现象。

华夏之光

综述

中国科学技术馆“华夏之光”主题展厅是一个系统、全面、综合展示中国古代科学技术的专题展厅。展览展示中国古代光辉灿烂的科技成就及其对于中华民族乃至世界文明进步的重要作用,展示中国科技发展与世界文明的融合、交流与相互激荡,让观众在世界科技发展的宏观视角下感怀中华民族的智慧和创造。

展厅面积2300平方米,共有展项146件/套,展厅设置“中国古代的技术创新”、“中国古代的科学探索”、“华夏科技与世界文明的交流”三大主题分区以及序厅、体验空间两个功能分区,围绕不同主题,讲述古老的中华民族在生存发展中不断创造与发明、探索与发现的动人故事。

序厅

中国科学技术馆华夏之光序厅以时光的河流为主题,通过日晷、“大眼睛”造型的LED显示屏和墙面时间轴形式,以动静相辅的方式展现中华民族在历史长河中的科技发展成就。

技术创新

技术创新展厅展出了大花楼织机、应县木塔、铜绿山古铜矿采掘场景、水转翻车、汉代冶铁技术、水转大纺车等内容。

科学探索

中国科学技术馆华夏之光展厅科学探索展区主要通过展示中国古代在中医中药、天文历法、古代物理学、算学方面所进行的探索和取得的成就,突出体现中华民族的探索精神。

文明交流

中国科学技术馆华夏之光展厅文明交流展区以中外科技交流为主题,以“丝绸之路”为主线,展示中国的造纸术、印刷术、火药、指南针等重大发明的外传及其影响,让观众从世界科技发展的宏观视角看中国古代的科技成就。

探索与发现

综述

中国科学技术馆“探索与发现”展厅位于主展厅二层,包括A、B两个展厅,主要展示了近代以来在基础科学领域的探索与发现成果,同时也体现了人类在探索科学历程中的科学思想和科学方法。

A厅设有物质之妙、光影之绚、电磁之奥、运动之律、宇宙之奇五个展区,B厅设有数学之魅、声音之韵、生命之秘三个展区,分别展现了在化学、电磁、光学、力学、天文学、数学、声学、生命科学等领域的探索过程及取得的重大成果。多种多样的展现形式和互动手段可以让观众在参观体验的过程中领略到科学精神,享受探索与发现的乐趣。

A厅还设有电磁表演和大气压强两个主题的常设实验表演以及高压放电的定时演示项目供观众选择观看。

宇宙之奇

宇宙之奇展厅从“地心说”到“日心说”再到万有引力定律,让人类的视野从太阳系扩展到更遥远的星际空间。展出有月相、射电望远镜、恒星的一生、创世大爆炸等内容。

物质之妙

中国科学技术馆二层探索与发现展厅的物质之妙展区将是观众认识物质世界的一个开始,原始人类对火的使用、中国五行说、古希腊四元素、门捷列夫发现元素周期律等,更有很多科学家的实验过程。

生命之秘

中国科学技术馆二层探索与发现展厅生命之秘展区展示了丰富多彩的生命世界,在这里观众可以学习到人体构造、血液循环系统、达尔文的进化论及DNA双螺旋结构等,揭示了人类探索生命奥秘的过程。

运动之律

中国科学技术馆二层探索与发现展厅的运动之律展区以证明地球自转的傅科摆为开端,开启运动探索之旅。聆听科学巨匠的对话,感受运动探索的历程,在惊叹运动规律之美的同时,观众会有新的发现。

声音之韵

中国科学技术馆二层探索与发现展厅的声音之韵展区展示声音与生命的关系、声音的本质、声音科技的奇妙、声音如何影响人生等,展示人类与声音对话过程中体现出来的科学思想和方法,激发科学兴趣、启迪创新意识。

光影之绚

中国科学技术馆二层探索与发现的光影之绚展区选取了光学探索历程中最有代表性的篇章,为观众介绍人类对光逐步的认识,并加以利用改变世界的过程。

电磁之奥

中国科学技术馆二层探索与发现展厅的电磁之奥展区以“自然界中的电与磁”、“静电与磁”、“电磁探秘”、“电磁与生活”为分主题展开,使观众感受到自然界中电磁现象的美妙与神奇,而后带领观众沿着科学家的探索足迹,展开自己的科学探索之旅。

数学之魅

中国数字科技馆二层数学之魅展区以“探索中的数学”、“生活中的数学”、“思维中的数学”三个分主题展开。着重体现人类对数学的探索过程,及人类在探索其它科学领域的过程中数学所起到的重要作用。

科技与生活

综述

中国科学技术馆“科技与生活”展厅位于主展厅三层,包括A、B、C、D四个展厅。各展厅展项紧密围绕与我们生活息息相关的衣、食、住、行,展示了现代科技是如何影响和改变人们的日常生活的,以及在生活中孕育着的科技创新与发展。

A厅设有衣食之本、健康之路和气象之旅三个展区。衣食之本展区以农业生活和田园风光为主要设计场景,为观众展示了中国作为一个农业大国的发展现状,引导观众关注农业问题。健康之路展区以人体环境和生活环境相互结合的形式引导观众正确理解健康并且倡导健康的生活方式。气象之旅展区围绕“公共气象、安全气象、资源气象”的发展理念,展示千变万化的气象现象、不同的气象观测设备、气象预报的制作以及气象与人们日常生活的关系。

B厅居家之道展区展示了家具用品和家用电器、服装面料及加工技术、绿色住宅等,向观众介绍了日常家居中的科技。

C厅信息之桥展区主要展示了信息技术的发展历程及信息技术进步给人们生活带来的改变与影响。

D厅设有嗨!机器人、身手不凡、机智过人、智能生活、机器人大秀场五个展区,以及追踪前沿新技术短期展区。引导公众了解机器人从超凡的作业能力到强大的感知决策能力转变,以及机器人从体力劳动到脑力劳动变化,感悟机器人与人工智能技术发展和运用模式的创新,对社会生活的改变,助力国家战略的实施。

衣食之本

中国科学技术馆三层科技与生活展厅衣食之本展区选取衣食的来源作为展览切入点,主要围绕“种植天地”、“养殖乐园”、“遗传先锋”和“食品加工”四个分主题,展示农业领域传统与现代种植养殖技术的重要方面,感受农业生产的艰辛与成就,激发对于农业问题的关注与深层思考。

健康之路

中国科学技术馆健康主题展主要围绕“理性选择,保持健康”“饮食与健康”“运动与健康”“疾病与医疗”四个分主题,教观众合理膳食、适量运动、戒烟限酒、心理舒适,沿着健康之路去经历美好的生活和幸福的人生。

信息之桥

中国科学技术馆信息之桥展区以“认识世界、沟通彼此、改变未来——无所不在的信息科学”为主题,涵盖信息科学基础原理与应用、最新技术应用、信息与艺术的融合等内容。使观众通过阅读、欣赏以及与展品的互动,了解信息科学。

“智能”展厅

“智能”展厅充分顺应人工智能发展浪潮,积极响应科教兴国、创新驱动发展的国家战略,以“走近人机共融”为主题,设置“嗨!机器人”“身手不凡”“机智过人”“智能生活”“机器人大秀场”5个展区,以及“追踪前沿”新技术短期展区。32件精彩酷炫的互动展品,紧扣机器人与人工智能技术独立又融合的特点,以机器人为主要载体,将图像识别、图像处理、图像理解、语音识别、语言处理、AI创作等人工智能技术融入到展示功能中,结合机电、多媒体、虚拟现实、增强现实、体感互动等展示技术,营造融合科技、艺术、文化之美的展示形式,呈现出科技感、未来感十足的智能化机器人世界。

挑战与未来

综述

中国科学技术馆“挑战与未来”展厅位于主展厅四层,包括A、B、C、D四个展厅,主要展示人类面临的重大问题与挑战,展示科技创新对可持续发展的贡献,展示人类对未来生活的畅想。依据“挑战——解决方案——未来”的线索,以全球面临的重大挑战引发人们对可持续发展的关注,以影响人类社会发展进程的重要领域中的科技创新与应用反映人类面对挑战的各种努力,激励公众积极应对挑战、共创和谐未来。

A、B两厅设有基因生命、海洋开发、太空探索三个展区,向观众介绍了基因工程、海洋及海洋资源的开发利用以及太空探索等方面的科技成就。

C厅设有走近能源、协同并举、高效生产、绿色生活、未来之路五个展区,让公众认识能源与人类社会和生态环境的关系,了解能源生产和利用的科技创新成果,理解能源绿色低碳、智慧高效的发展方向,树立简约适度、绿色低碳的生活理念。

D厅设有宇宙奇迹、穹顶之护、万物之润、众生之基、和谐之路五个展区,让观众在探究体验中,探索地球奥秘、了解环境变化、领略科学精神,思考如何从我做起,积极投入到蓝天、碧水、净土、生态保护的行动中,呵护唯一家园,共创美好未来!

守护地球家园

在“地球”展厅,可以感受到地球与人类命运的息息相关,欣赏到科技与艺术的巧妙融合。“唯一、共生、守护”的教育理念,引导观众感悟地球对于人类的独一无二,领会人与自然和谐共生的紧密关系,意识到呵护地球是人类共同的责任。观众徜徉“宇宙奇迹”“穹顶之护”“万物之润”“众生之基”“和谐之路”五大主题展区,在探究体验中,探索地球奥秘、了解环境变化、领略科学精神,思考如何从我做起,积极投入到蓝天、碧水、净土、生态保护的行动中,呵护唯一家园,共创美好未来!

同构能源格局

“同构能源格局”展厅主要为公众展示能源与经济社会和生态环境的密切关系,清洁低碳的能源生产和节能高效的能源消费领域科技创新成果,包括洁净煤技术、低碳能源的特点和利用技术等,储能、特高压、超低能耗建筑、新能源汽车等节能高效用能技术,此外还有未来能源技术,包括核聚变能、互联网+智慧能源等技术。

基因生命

中国科学技术馆四层基因生命展区揭示基因研究及其创新的科技成果给社会生活带来的全新变化,突显基因工程的重要作用,激发观众对生命科学的关注和兴趣,同时探讨基因技术可能给人类社会带来的负面影响,引导他们正确客观地认识基因研究和基因技术。

海洋开发

中国科学技术馆海洋开发展区以展示海洋资源的综合开发利用为核心,以解决海洋可持续发展遇到的问题为重点,着眼未来人类在海洋开发利用中所面对的问题。

太空探索

中国科学技术馆四层挑战与未来展厅太空探索展区以人类探索太空为主线,由梦想开始,通过登天之梯运载火箭的研发,实现人造卫星升空的尝试,完成载人航天的壮举,随之登陆月球、远探火星,并放眼于更浩瀚的宇宙空间。

特效影院

综述

中国科学技术馆设有球幕影院、巨幕影院、动感影院、4D影院四个特效影院。特效电影利用现代电影科技手段,使观众产生身临其境的感受,体验各类影视特效刺激,领略科技与自然之美。

球幕影院

中国科学技术馆球幕影院,拥有世界最先进的真8K激光数字放映系统和IMAX胶片放映设备,可容纳438位观众,是世界最大的真8K球幕影院。影院采用30米直径的半球形银幕,电影画面面积为1000多平方米,座椅整体倾斜30度,不仅可以放映IMAX胶片电影,8K数字电影,还可以演示天体、天文现象及实时数字星空。影院以仰望苍穹的视角,和超清晰的绚丽影像带给观众独一无二的视听享受。

巨幕影院

中国科学技术馆巨幕影院,银幕宽30米、高22米,可容纳632位观众,是世界上最大的巨幕影院。其放映设备采用世界上技术含量最高、画格最大的70毫米15齿孔的IMAX胶片放映系统。此外,影院还配有两台4K激光数字放映系统,可播放各类数字电影。观众可以置身于电影景观之中,感受高科技带来的科学与艺术享受。

动感影院

中国科学技术馆动感影院,由三组船舱式座椅平台组成,每个平台可容纳20位观众。运动平台随影片画面同步,模拟前后升降倾斜等运动,使观众的身体运动与影片情节相协调,仿佛乘坐宇宙飞船一样惊险刺激。动感座椅、立体图像、再加上一流的音响效果,将看到巨石迎面碾来,憨态可掬的动物将头伸到面前,美丽的蝴蝶翩翩飞过,停在鼻尖。

4D影院

4D电影是在3D立体电影的基础上增加了震动、雾、雨、雪、风、闪电、气味、气泡等环境特效。通过特效动作与有趣的动画情节进行配合,将听觉、视觉、嗅觉、触觉及动感完美地融为一体,观众将欣赏到呼之欲出、栩栩如生的立体影像。

短期展览

中国科学技术馆短期展厅位于馆内一层的东北角,展厅面积约2300平方米,全年不定期举办数场国内外专题短期展览。

这些短期展览通过科学性,知识性,趣味性相结合的展品和可参与互动的形式,使展览内容即反应科学原理及技术应用,又鼓励公众动手探索实践,不仅普及科学知识,而且注重培养公众的科学思想,科学方法和科学精神。

文化活动

从1988年至1998年10年间,中国科学技术馆的传统对外交流项目《中国古代传统技术展览》先后赴欧洲的瑞士、英国、德国、比利时和意大利巡展,接待观众逾百万人次。

2021年3月18日,由中国科学技术协会、中国载人航天工程办公室指导,中国科学技术馆主办的“从这里飞向太空--庆祝建党100周年中国载人航天互动科普展”在北京开幕。

2022年01月底,“冬梦飞扬——中国科学技术馆‘科技冬奥’主题展览”将在中国科学技术馆内短期展厅亮相。

2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,中国科技馆举办“英雄返航,梦想起航”主题教育活动,通过科学实验、科学表演等多种形式,为公众提供全方位、多感官的航天科普体验。

2022年6月10日,中国科技馆首发官方数字藏品【大科学家系列】在@TopHolder头号藏家微博小程序公开发行,该系列首期选择了历史上耳熟能详的7位科学家,毕昇、蔡伦、祖冲之、张衡、牛顿、爱因斯坦、居里夫人,并创作了对应的3D科学家形象数字藏品,每个形象发行2000份。

2024年3月23日,中国科技馆联合北京大学化学与分子工程学院等单位共同举办“各展其能”主题活动,向公众展示能源领域前沿科学技术与应用,激发公众对气候变化及能源体系建设的关注。

所获荣誉

2008年5月18日,中国科学技术馆被国家文物局公布为第一批国家一级博物馆。

2017年3月28日,中国科学技术馆被国家旅游局、中国科学院推选为“首批中国十大科技旅游基地”。

2017年12月,中国科学技术馆入选教育部第一批全国中小学生研学实践教育基地、营地名单。

2020年12月,中国科学技术馆入选2019—2020年节约型公共机构示范单位名单。

2022年3月,入选2021-2025年第一批全国科普教育基地。

2022年5月,被评选为2022年科学家精神教育基地。

2022年,入选2021年全球20大博物馆名单,排名第18位;入选2021年亚太20大博物馆名单,排名第5位。

2025年3月,入选国有公益性收藏单位名单(第一批)。

讲解提纲

  • 科技馆造型,榫卯结构的鲁班锁

公共区域

华夏之光

公共区域

浑仪

天宫空间站核心舱

  • 天和核心舱,结构件,真品
  • 问天实验舱,梦天实验舱
  • 2021年4月29日,发射,400公里近地轨道
  • 节点舱、小柱段和大柱段,以及后端通道和资源舱。
  • 大柱段主要作为航天员的工作和实验空间,小柱段设有航天员的睡眠区和卫生区。
  • 两个停泊口,与问天和梦天实验舱连接
  • 前端对接口,专门用于载人飞船停靠
  • 后端对接口,用于接纳货运飞船
  • 大型机械臂

机械旋律

  • 四冲程发动机
  • 十字联轴节
  • 齿轮传动
  • 槽轮机构
  • 光圈组件
  • 问号组件
  • 洗印机组件
  • 缝纫机推针机构组件
  • 摆杆组件
  • 圆形凸轮组件
  • 打井机组件
  • 老式蒸汽机
  • 内齿轮传动
  • 等宽凸轮组件

许氏禄丰恐龙

  • 许氏禄丰龙是中国科学家在中国发现并命名的第一种恐龙,因此被称为中国第一龙。
  • 1938年7月,科学家杨钟健主持开展对云南地区的地质调查工作。在野外调查中,地质学家卞美年和王存义在昆明西北方的禄丰盆地发现了古脊椎动物化石。
  • 1939年,杨钟健与卞美年等人再次赴禄丰考察。东经102度,北纬25度至27度之间,形成3个恐龙化石密集点。
  • 1993年发现于南美洲阿根廷的“始盗龙”化石,被认为是迄今为止发现的最早、最原始的恐龙之一。

一层:华夏之光

前言

  • “天、算、农、医”为代表的中国古代科学体系。

中国古代的技术创新

  • 深井开采井盐
  • 北宋,冲击式凿井法
  • 水转翻车。后汉书,毕岚作翻车,三国马钧完善。
  • 桔槔(‌jié gāo)
  • 水转连磨,西晋杜预,九转连磨
  • 连机水碓(duì),西晋杜预
  • 扇车。风柜、飏车、扬车、扬扇、扬谷器
  • 原始腰机,踞织机
  • 小花楼织机,束综提花机
  • 大花楼织机,束综提花机
  • 竹笼机
  • 踏板立机
  • 丁桥织机
  • 漳缎机
  • 计里鼓车
  • 大屋顶的秘密
  • 最速降线
  • 抬梁式建筑-佛光寺大殿
  • 穿斗式建筑,榀(pǐn)
  • 赵州桥,隋,李春
  • 指南车

冶炼

  • 铜绿山古矿井
  • 汉代冶铁技术
  • 一氧化碳还原三氧化二铁
  • 液态生铁冶炼技术,把铁矿石与木炭交替铺设在高炉中,加温到1150度至1300度。
  • 东汉初年,南阳太守杜诗,水力鼓风
  • 叠铸法

明代福船

  • 出现于宋代,因在福建沿海建造而得名。
  • 尖底海船,吃水四米,明代水师主要战船。
  • 下层土石压舱,二层住士兵,三层为主要操作场所,上层是作战场所。
  • 船首高昂,有冲击装置,乘风下压能犁沉敌船。
  • 水密隔舱,抗沉。
  • 平衡纵帆
  • 四爪铁锚

应县木塔

  • 山西应县佛宫寺内,建于公元1056年,辽清宁二年。
  • 世界上现存最高的古代木搭构塔式建筑,与赵州桥、沧州狮子、正定菩萨并称华北四宝。
  • 平面八角形,外观五层六檐,内设九层。

水运仪象台

  • 水运仪象台擒纵器(翻斗式)
  • 水运仪象台擒纵器(不翻斗式)
  • 建于北宋元佑年间,距今900多年
  • 当时世界上最先进,技术综合程度最高的大型机械装置。
  • 宰相苏颂领导,官员韩公廉等人设计
  • 最上层三个木人,中间绿衣者每到一刻击鼓一声,右侧红衣时初摇铃一次,左侧紫衣都时正叩钟一下。
  • 下层举牌显示更点,敲击金钲

大花楼织机

  • 专门为元、明、清的皇帝制作龙袍。现在用于制作云锦。
  • 提花机是中国古代织造的最高成就。
  • 束综提花的方法织锦。
  • 花本技术
  • 1厘米锦,136 ~ 140 根纬线,2个熟练工人一天织7、8厘米。
  • 1801年,法国人贾卡,发明了新一代提花机。

泉州洛阳桥

  • 又名万安桥,建于北宋,位于福建泉州东郊的洛阳江上。
  • 我国现存年代最早的跨海梁式大石桥。
  • 首创筏形基础以造桥墩
  • 种蛎固基法
  • 浮运架梁
  • 原长1200米,桥墩46座
  • 与北京卢沟桥、河北赵州桥、广东广济桥并称我国古代四大名桥。
  • 北宋泉州太守蔡襄主持,1053年~1059年,历时7年,耗钱一千四百万。
  • 茅以升:洛阳桥是福建桥梁的状元。

中国古代的科学探索

  • 三垣四象二十八星宿,紫微垣、太微垣、天市垣
  • 浑仪
  • 浑象
  • 简仪,郭守敬
  • 仰仪,郭守敬
  • 圭表
  • 多壶式滴漏。元延佑三年(1316年),现存最早的复式滴漏。
  • 玲珑仪,郭守敬
  • 张衡候风地动仪(悬垂摆式)
  • 张衡候风地动仪(直立杆式)
  • 走马灯,马骑灯。燃气轮机。
  • 被中香炉,香熏球,卧褥香炉
  • 倒灌壶
  • 龙洗
  • 贾宪三角,帕斯卡三角
  • 三阶纵横图
  • 勾股定理
  • 隙积术
  • 出入相补
  • 律管,朱载堉,十二等程律理论,十二平均律
  • 固体传声
  • 冰镜取火
  • 纸人共振
  • 透光镜
  • 小孔成像
  • 筹算
  • 七巧板
  • 九边环
  • 华容道
  • 曾侯乙编钟。基调与现代C大调相同。五个八度,比现代钢琴少一个八度。

华夏科技与世界文明的交流

  • 养蚕缫丝技术
  • 马镫
  • 造纸术
  • 火药
  • 耧车
  • 提花织机
  • 指南针
  • 雕牌印刷
  • 活字印刷术
  • 司南
  • 指南鱼
  • 水浮法指南针
  • 缕悬法指南针
  • 指南龟
  • 西方旱罗盘
  • 清代旱罗盘
  • 明代航海用水罗盘
  • 造纸工艺流程
  • 古登堡印刷机
  • 历史上传入中国的农作物
  • 潜望镜

火药武器模型

  • 突火枪,南宋开庆元年
  • 一窝蜂,明初,多发齐射
  • 火龙出水,二级火箭
  • 神火飞鸦,明初,多火药筒并联火箭
  • 鸟铳
  • 佛郎机

体验空间

二层:探索与发现

  • 锥体上滚,1983年9月,安大略科学中心
  • 1897年,J.J.汤姆孙,历史上第一次发现电子
  • 灵魂磁液,铁磁流体(磁液)
  • 光敏花园。光致变色是一种可逆的化学的反应。
  • 地心说,古希腊的托勒密
  • 日心说,1543年,哥白尼《天体运行论》
  • 万有引力,1687年,牛顿。哈雷慧星的回归和海王星的发现。
  • 弹簧摆
  • 流体阻力。流线型,水滴形,头圆尾尖的形状。
  • 转动惯量
  • 水中沉浮
  • 科里奥利力 Coriolis Fountain
  • 独轮车走钢丝 Unicycle Wire Walking
  • 变压器的作用 Functions Of Transformers
  • 互感线圈
  • 莱顿瓶 Leyden Jar,最原始的电容器。1745年,荷兰莱顿大学物理学家马森布罗克。
  • 神奇的静电 Magical Electrostatic
  • 雅各布电梯
  • 静电与静电屏蔽 Electrostatic and Electrostatic Shield
  • 电磁感应摆 Electromagnetic Induction Pendulum
  • 光子-光电效应 Photoelectric Effect
  • 马可尼-首创无线电 Marconi - Radio Pioneer
  • 彩色的影子 Colored Shadows
  • 手蓄电池 Hand Battery。意大利物理学家伏打,提出伏打序列:锌、铅、锡、铁、铜、银、金、石墨。
  • 沿面放电 Surface Discharge
  • 莫比乌斯带轨道
  • 克莱因瓶
  • 多普勒效应 Doppler Effect - the Distance Voice

飞起来的石墨烯

  • 英国曼彻斯特大学,安德烈-盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁-诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),2004年发现,2010年度诺贝尔物理学奖。
  • 0.334纳米,相当于一根头发直径的二十万分之一。
  • 光驱动石墨烯现象,由我国科学家首先发现,原理还在研究中。

太阳

  • 1860年初,欧洲日全食。日珥,太阳边缘朱红色的突出物,由太阳喷发。
  • 1868年8月18日,让桑,印度日全食,成功拍摄太阳色球的光谱和一个日珥的光谱。
  • 1868年10月26日,巴黎科学院会议同时宣读了让桑和洛基尔关于日珥的光谱分析的来信。
  • 1869年,洛基尔,日珥光谱中奇异的谱线。氦,helium,太阳之意。数十年后,才在地球上找到微量的氦。

地球磁场

  • 地磁偏角沿纬线方向平稳的向西移动,地磁场的向西漂移,约每年0.2度,绕地球一圈大约需要1800年。
  • 地磁场的反转,通过研究熔岩中的剩余磁性得到结论。
  • 地球磁轴和地球自转轴有11.5度夹角,地磁场对称中心较地心偏南约460公里。
  • 太阳风是太阳发出的带电粒子流。
  • 地球周围范围宽广、由带电粒子包围的彗星状的地球磁场区域,称为磁层。
  • 太阳风和地磁场的交界,称为磁层顶。磁层顶距日心约10个地球半径。背日面延伸至几百个地球半径,称为磁尾。

电磁之奥

自然界中的电与磁

  • 分子的运动
  • 丁达尔现象

静电与磁

电磁探秘

电磁与生活

洞察宇宙的眼睛

  • 光学望远镜:通过可见光对天体成像,400nm ~ 700nm
  • 射电望远镜:观测到波长在1毫米 ~ 30米之间的无线电波
  • 空间望远镜:突破了地球大气的屏障

伽利略望远镜

  • 1609年,伽利略
  • 月亮上的环形山
  • 木星的4颗卫星
  • 金星的盈亏
  • 太阳的黑子
  • 肉眼看不到的恒星
  • 银河是由繁星组成的

伯努利定律 Bernoulli's Law

  • 1726年,流体力学之父,丹尼尓-伯努利
  • 流体的流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
  • 船吸。1912年秋天,奥林匹克号与豪克号相撞。
  • 马格努斯效应 Magnus Effect

法拉第

  • 磁棒过线圈
  • 发电铜盘
  • 奥斯特电流磁效应理论
  • 法拉第电磁旋转器 Faraday's Electromagnetic Rotator
  • 线圈间的感应 Induction between Coils

直流电机

  • 直流电机 DC Electric Motor
  • 线圈电机 Coil Motor
  • 跳跃的导线 Jumping Conductor
  • 飘浮的磁铁 Floating Magnet

三原色原理 Theory of Primary Colors

  • 托马斯-杨第一个测量了7种颜色光的波长,进行了红、绿、蓝三种颜色就可以混合成为白光的试验。
  • 实验印证了牛顿提出的“白光是色光的混合”的理论。
  • 三色理论合理解释了道尔顿的关于色盲的问题。
  • 瑞利以三色理论为基础,设计出历史上首套色盲测试方案。

四层

T0 时刻

  • 中国,点火倒计时。美国,起飞倒计时。
  • 点火派,当发动机喷出第一缕火焰时,系统立即记录为T0时刻。设计源于我国火箭动力系统的独特结构,由于没有使用机械牵制装置,火箭能否离开发射台完全取决于发动机推力的自然累积,起飞瞬间存在几秒钟的动态调整期。
  • 起飞派,得益于发射台上的机械锁扣(牵制释放装置),火箭在点火后仍被固定,直到所有发动机达到额定推力,才解锁升空。牵制释放装置可以消除不同发动机之间推力不同步的影响,帮助工程师更精准的预判离地时间。
  • 倒计时10秒,自动启动飞行软件。倒计时5秒,激活逃逸塔系统。
  • 起飞12秒,程序转弯,调整飞行角度。
  • 120秒,逃逸塔脱离。逃逸塔由塔架和两组发动机组成。
  • 152秒,助推器脱离。
  • 156秒,一级火箭脱离。
  • 210秒,整流罩脱离。
  • 577秒,二级火箭脱离。

神舟一号飞船

  • 神舟一号飞船是我国第一艘无人试验飞船
  • 1999年11月20日凌晨6时30分在酒泉航天发射场发射,同年11月21日凌晨3时41分顺利降落在着陆场。
  • 神舟二号、三号、四号搭载模拟人
  • 神舟五号,杨利伟

人类基因组计划

  • 人类基因组计划于1990年正式启动,由美、英、法、德、日和中国科学家共同参与
  • 与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划
  • 于2003年提前完成,覆盖了人类基因组的99.99%
  • 1号染色体包含基因数量最多,由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年,才完成测序工作。

中国空间站

中国空间站(英文:China Space Station,缩写:CSS),又称:天宫空间站,是由中国自主建造的国家级太空实验室,也是世界上第3座多舱段在轨组装建造空间站。中国空间站由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱组成,支持载人飞船、货运飞船及其他来访航天器的对接和停靠。它运行在高度340公里至450公里的近圆轨道,额定乘员3人,设计寿命为10年,最大可扩展为180吨级六舱组合体。

1992年,中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略。2010年9月,中央专门委员会批准实施载人空间站工程。2012年3月,天宫空间站完成了立项综合论证转入方案设计阶段。2021年4月29日,天和核心舱从海南文昌航天发射中心成功发射入轨,中国天宫空间站建设任务正式启动。截至2022年11月29日,空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部完成。11月30日,神舟十五号载人飞船与“T”字构型空间站组合体交会对接。2023年8月,中国借助空间站工程,以天舟系列货运飞船为平台,成功实现了在空间站发射微纳卫星。2026年5月28日,神舟二十一号和神舟二十三号航天员乘组移交了中国空间站的钥匙。5月29日,神舟二十二号载人飞船与中国空间站组合体成功分离。同日,第十批空间科学实验样品随神舟二十二号飞船顺利返回。

空间站显著推动了人类文明进步,也成为衡量一个国家综合国力的重要标志。中国空间站采用了符合中国国情的适度规模设计,注重突出中国元素和核心内涵,充分采用当代先进技术,实现跨越式发展。

发展历程

2025年2月28日 与巴基斯坦签署选拔训练航天员合作协议

中国载人航天工程办公室与巴基斯坦太空与高层大气研究委员会在巴基斯坦首都伊斯兰堡,正式签署《关于选拔、训练巴基斯坦航天员并参与中国空间站飞行任务的合作协议》,开启了中巴两国在载人航天领域深化合作的新篇章,迈出了中国选拔训练外籍航天员参与中国空间站飞行任务的第一步。

2023年11月28日 中国空间站全貌高清图像首次公布

2023年11月28日下午,载人航天工程代表团出席由香港特区政府组织的媒体见面会。

2023年10月26日 17:00 神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接

神舟十七号载人飞船入轨后,于北京时间2023年10月26日17时46分,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。按任务计划,3名航天员随后将从神舟十七号载人飞船进入空间站天和核心舱。神舟十六号航天员乘组已做好迎接神舟十七号航天员乘组进驻各项准备工作。

2023年10月26日 17:00 神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接

据中国载人航天工程办公室消息,神舟十七号载人飞船入轨后,于北京时间2023年10月26日17时46分,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。

研制规划

发展战略

中国空间站是中华人民共和国建成的国家级太空实验室,全部采用中文。1992年9月21日,中国政府决定实施载人航天工程,并确定了三步走的发展战略。

第一步,发射载人飞船(即神舟号飞船),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,在第一艘载人飞船发射成功后,突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;

第三步,建造载人空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

目标任务

空间站拟按长期载3人状态设计,运营阶段每半年由载人飞船实施人员轮换,而初期将采用人员间断访问方式。载人空间站建成后,将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地,在轨运营10年以上。

中国载人航天工程第三步的空间站建设,初期将建造三个舱段,包括一个核心舱和两个实验舱,每个规模20多吨。基本构型为T字形,核心舱居中,实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。

核心舱前端设两个对接口,接纳载人太空船对接和停靠;后端设后向对接口,用于货运飞船停靠补给。站上设气闸舱用于太空人出舱,配置机械臂用于辅助对接、补给、出舱和科学实验。

随后,空间站运营期间,最多的时候,将有一艘货运飞船、两艘载人飞船。整个系统加起来将达90多吨。

中国空间站具备开展能力。在运营阶段,将可以根据科学研究的需要增加新的舱段,扩展规模和应用能力。

空间站的一个核心舱和两个实验舱,将由大型运载火箭长征五号B发射;货运飞船和载人飞船增加则由中型运载火箭长征七号发射。

中国空间站未来将形成“三大舱段”+“三艘飞船”的组合体,也就是天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨的、总重超过100吨的空间站组合体。

2023年5月29日,中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,为进一步支持在轨科学实验、为航天员的工作和生活创造更好的条件,将适时发射扩展舱段,将空间站基本构型由“T”字型升级为“十”字型。该项目正在进行方案阶段研制工作。

2024年1月12日16时02分,天舟六号货运飞船顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行阶段。将于近期择机受控再入大气层,货运飞船绝大部分器件将在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸将落入南太平洋预定安全海域。2024年7月,据中国载人航天工程办公室消息,自北京时间2024年5月28日圆满完成首次出舱活动以来,神舟十八号航天员乘组先后完成空间站实验机柜维护及组件安装、空间站舱内环境监测、第二次出舱活动准备等工作,承担的空间材料科学、空间生命科学、航天医学等领域实(试)验项目扎实稳步推进。

分步实施

规划部署

中国空间站轨道高度为400~450千米,倾角42~43度,设计寿命为10年,长期驻留3人,最大可扩展为180吨级六舱组合体,以进行较大规模的空间应用。1992年,中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略,建成空间站是发展战略的重要目标。

中科院院士、中科院力学所研究员胡文瑞在做客上海科协大讲坛时表示,按照载人航天阶段性规划,中国空间站有望于2022年投入运转,而根据空间站“五舱”结构,首舱或可在2018年前后上天。

空间站工程将继续使用已有的神舟飞船、长征2F火箭、发射场和着陆场。大型空间站的舱室将由正在开发的长征五号火箭发射,核心舱和两个实验舱都是密封加压舱,核心舱前部的5个对接口平时与一艘神舟飞船、两个空间实验舱(即梦天、问天)以及货运飞船天舟对接,最后留有1个对接口供宇航员出舱活动使用。

建设大型空间站是中国载人航天三步走战略的第三步,这个阶段中国将掌握近地轨道空间组装、近地轨道长时间有人驻留等技术。

中科院空间应用工程与战略规划研究室副主任张伟表示:“中国载人航天事业在2020年将进入载人空间站阶段,神舟系列载人飞船、天舟一号货运飞船、核心舱天和以及实验舱梦天、问天已箭在弦上。到2024年,(上述空间站)有望成为全世界唯一在轨运行的空间站。”

初期研制

2014年9月10日,第27届太空探索者协会年会在北京召开。年会中方组委会主席杨利伟称,中国在2016年9月15号发射天宫二号空间实验室,随后2016年10月下旬发射神舟11号载人飞船和天舟一号货运飞船,并与“天宫二号空间实验室”对接,将在2022年前后完成中国空间站的建造。

中国航天科技集团董事长雷凡培在中国航天事业创建60周年之际透露,中国计划2018年前后发射空间站试验性核心舱,2022年前后发射20吨级舱段组合的空间站。到2031年国际空间站退役并坠毁时,中国有可能成为全球唯一拥有空间站的国家。

雷凡培表示,中国空间站建设方案已确定。空间站包括一个核心舱和两个实验舱,有多个交会对接口,能实现多飞行器同时对接。2018年前后,空间站试验性核心舱将由长征五号重型运载火箭送入轨道。2022年前后,中国将研制并发射基本模块为20吨级舱段组合的空间站。

2017年4月20日,中国载人航天副总指挥张育林接受采访表示,空间站任务进展顺利,核心舱和两个实验舱都按照计划加紧研制,总体上讲,各项研制工作的关键技术均已突破,初样阶段的工作正有序进行。按照计划,在2019年左右要进行核心舱的发射。

空间站建成后,每年与载人飞船、货运飞船对接若干次进行补给,在400千米左右的轨道高度上维持设计寿命十年的运行。届时,中国将成为继俄罗斯之后,以一国之力独自完成空间站建设的国家,航天员在空间站驻留可达一年以上。

基本过程

  • 2010年9月,中央专门委员会批准实施载人空间站工程。
  • 2012年3月,天宫空间站完成了立项综合论证转入方案设计阶段,首先将空间站组合体作为一个整体进行系统方案设计,得到对各组成舱段的技术要求,然后再据此开展各舱段方案设计。
  • 2014年6月,天宫空间站结束方案设计阶段工作转入初样研制阶段,首先开展了天宫空间站系统详细方案设计,然后各舱段并行开展详细方案设计和试验测试验证工作。
  • 2019年9月,天和核心舱首先完成初样研制转入正样研制阶段。
  • 2020年12月,问天实验舱完成初样研制转入正样研制阶段。
  • 2021年4月,梦天实验舱完成初样研制转入正样研制阶段。
  • 2022年11月29日至30日,由航天科技、航天科工、中国电科等央企参与建设的中国空间站迎来全面建造完成关键一役。
  • 2022年12月31日,中国国家主席习近平在新年贺词中宣布,“中国空间站全面建成”。
  • 2023年8月,中国借助空间站工程,以天舟系列货运飞船为平台,成功实现了在空间站发射微纳卫星。
  • 2024年4月25日,中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站,由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。4月26日,神舟十八号3名航天员顺利进驻中国空间站。10月30日,神舟十九号航天员乘组顺利进驻中国空间站。11月4日,中国空间站第七批空间科学实验样品随神舟十八号飞船顺利返回。10月15日,国务院新闻办公室举行新闻发布会。中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布了我国首个国家空间科学规划《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》。其中提到第一阶段和第二阶段至2035年,继续运营中国空间站,论证实施载人月球探测、月球科研站等的科学任务,论证实施约15项空间科学卫星任务,取得位居世界前列的原创成果。
  • 2025年11月1日,神舟二十一号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射成功。11月4日,神舟二十号和神舟二十一号航天员乘组进行交接,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。11月5日,原计划11月5日实施的神舟二十号返回任务将推迟进行。11月25日,神舟二十二号飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,后续将作为神舟二十一号航天员乘组的返回飞船。
  • 2026年4月24日,总台央视记者采访到了多位航天专家,中国航天科技集团一院火箭总体专家冯韶伟表示:最近全心投入长征五号型号的研制之中了。2026年将会把嫦娥七号送入月球,明年还会有空间站任务,可能是科学史上价值最高的空间站的工程,将由长征五号B发射升空。4月29日报道,在空间站任务不断拓展的形势下,未来空间站将迎来“二次扩容”。6月22日消息,按照规划,中国空间站将启动扩建工程,从当前的“T”字构型逐步升级为“十”字构型,打造功能更完善、综合能力更强的太空平台。

系统组成

中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟飞船)五个模块组成。各飞行器既是独立的飞行器,具备独立的飞行能力,又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体,在核心舱统一调度下协同工作,完成空间站承担的各项任务。

2022年5月26日消息,按照计划,中国空间站将于2022年底完成T字构型建造,舱内活动空间超过110立方米,将配置2个航天员出舱舱口和1个货物气闸舱,并提供6个睡眠区和2个卫生区,可实现长期3人、短期6人驻留。

核心舱:天和核心舱

总长16.6米,最大直径4.2米,起飞质量22.5吨。核心舱模块分为节点舱、生活控制舱和资源舱。

主要任务包括为航天员提供居住环境,支持航天员的长期在轨驻留,支持飞船和扩展模块对接停靠并开展少量的空间应用实验,是空间站的管理和控制中心。

核心舱有五个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口。

实验舱:问天实验舱,梦天实验舱

问天实验舱总长17.9米,直径4.2米,发射重量达23吨。

空间站核心舱以组合体控制任务为主,梦天实验舱以应用实验任务为主,问天实验舱兼有二者功能。问天实验舱、梦天实验舱先后发射,具备独立飞行功能,与核心舱对接后形成组合体,可开展长期在轨驻留的空间应用和新技术试验,并对核心舱平台功能予以备份和增强。

问天实验舱

问天实验舱轴向全长17.9米(相当于6层楼房高度),这一长度超越了国际空间站的任意舱段,比之天和一号核心舱16.6米的轴向长度还要长1.3米,该舱段与梦天实验舱同为当今世界轴向长度最长的单体载人航天器。

问天实验舱末端短桁架是一个非常巧妙的设计,它与国际空间站桁架用于太阳翼安装目的相同,同时利用问天舱与梦天舱对置布局形成的近40米横向跨度,起到类似国际空间站桁架结构的作用,使得太阳翼有效化解了相互遮挡的难题。短桁架末端还可以用于核心舱太阳翼的转位安装,从而最大限度提高天宫空间站太阳翼整体受晒率,进而提高空间站整站三舱的发供电能力。

货运飞船

天舟系列货运飞船

最大直径约3.35米,发射质量不大于13吨。货运飞船是空间站的地面后勤保障系统。

主要任务:

一是补给空间站的推进剂消耗,空气泄漏,运送空间站维修和更换设备,延长空间站的在轨飞行寿命;

二是运送航天员工作和生活用品,保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作;

三是运送空间科学实验设备和用品,支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。

货运飞船命名为天舟货运飞船,采用模块化设计,具有全密封货舱、半密封/半开放货舱、全开放货舱三种构型,可以把不同的载荷包括小型舱段运输上去,由航天员和机械臂将其装配到空间站上。

发射该飞船的是新研制的长征七号运载火箭。

天舟二号

天舟二号是中国空间站关键技术验证阶段发射的首艘货运飞船。

2021年5月29日晚,中国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。这是空间站货物运输系统的第一次应用性飞行,天舟二号为空间站送去6.8吨物资补给。天舟二号飞船在轨运行期间,进行了一系列拓展应用试验。

2022年3月27日,中国载人航天工程办公室消息,天舟二号货运飞船完成空间站组合体阶段全部既定任务,已于北京时间3月27日15时59分撤离空间站核心舱组合体。后续将在地面控制下择机再入大气层。

天舟三号

2021年9月20日15时,长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船,在海南文昌航天发射场成功发射。天舟三号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于北京时间2021年9月20日22时08分,采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱后向端口,整个过程历时约6.5小时。天舟三号装载了航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分载荷和推进剂等,与天和核心舱及天舟二号组合体完成交会对接后,转入三舱(船)组合体飞行状态。

天舟五号

北京时间2022年11月12日10时03分,搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,天舟五号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得成功。后续,天舟五号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行自主快速交会对接。

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2023年9月11日16时46分,已完成全部既定任务的天舟五号货运飞船,顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行,将按计划于9月12日受控再入大气层,货运飞船绝大部分器件将在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸将落入南太平洋预定安全海域。

天舟七号

北京时间2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,天舟七号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,之后飞船太阳能帆板顺利展开,发射取得圆满成功。后续,天舟七号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置,于北京时间2024年1月18日1时46分,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟七号将转入组合体飞行段。

航天员:中国航天员

中国的第一、二批航天员都是从现役空军飞行员中选拔,主要承担航天器驾驶任务。空间站将开展太空科学实验,除了良好的身体素质这个共性要求外,未来需要不同类型的航天员,尤其是工程师和科学家,这是未来选拔航天员的一个主要方向。 2020年10月1日,第三批18名预备航天员加入航天员队伍,包括7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家,他们参加空间站运营阶段各次飞行任务。

未来舱段:巡天望远镜

中国空间站工程巡天望远镜(China Space StationTelescope,简称“CSST”),是中国空间站工程最重要的空间科学设施,是中国迄今为止规模最大、指标最先进的空间天文望远镜,也将是未来十年世界上最重要的空间天文观测仪器之一。中国首个大型巡天空间望远镜计划于2023年发射,开展广域巡天观测,将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究。

空间实验室

空间实验室是开展空间试验活动的载人航天飞行器,规模上小于空间站,是空间站的雏形。空间实验室的主要任务是:突破并掌握飞行器空间交会对接及组合体控制技术;突破航天员中期驻留、飞行器长期在轨自主飞行、再生式生保和货运飞船补加等关键技术;验证天地往返运输飞船的性能和功能;先期考核空间站建造相关关键技术。

中国的天宫一号是交会对接目标飞行器,天宫二号是为了载荷要求进行改装,原本还有天宫三号,但研制队伍通过优化设计和挖潜,将天宫三号的试验任务全部合并到了天宫二号上进行,这样就节省了天宫三号和为天宫三号服务的飞船的成本,转而直接发射空间站的试验核心舱,以实现低成本、跨越式的发展。

天宫一号

“天宫一号”重约8.5吨,主要任务是作为交会对接目标,完成空间交会对接飞行试验;保障航天员在轨短期驻留期间的工作和生活,并保证航天员安全;开展空间应用、航天医学试验、空间科学实验和空间站技术试验;初步建立能够短期载人、长期无人独立可靠运行的空间试验平台、为建造空间站积累经验。

2011年9月29日21时16分03秒,天宫一号目标飞行器从酒泉卫星发射中心升空,设计寿命两年,实际在轨四年半,超期服役并开展多项拓展技术试验。2016年3月16日,天宫一号目标飞行器正式终止数据服务,全面完成了历史使命。天宫一号在轨运行1630天,不但完成了既定使命任务,还超设计寿命飞行、超计划开展多项拓展技术试验,为空间站建设运营和载人航天成果应用推广积累了重要经验。

天宫二号

天宫二号与天宫一号目标飞行器相同,天宫二号空间实验室的重量约为8.6吨,分为两个舱。前舱为实验舱,是全密封环境。后舱则是资源舱,主要内置推进系统、电源系统,以及保障动力和能源供应。

2019年7月19日晚,天宫二号返回地球。从2016年9月发射至此,它的运行天数,定格在“1036”这个数字上。天宫二号作为中国第一个真正意义上的空间实验室,在接近三年的工作时间里都共搭载14项应用载荷,以及航天医学实验设备和在轨维修试验设备,开展了60余项空间科学实验和技术试验。此外,天宫二号还与天舟一号货运飞船配合,首次实现了中国航天器推进剂在轨补加任务,全面突破和掌握了相关技术,对后续空间站阶段的推进剂补加进行了完整验证,并使中国推进剂补加系统性能指标达到世界领先水平。

中国空间应用系统在空间站舱内安排了14台高水平的科学实验柜,每台实验柜都是一个小型的太空实验室;空间站舱外安排了3个大型载荷挂点、两个暴露实验平台以及与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜等“旗舰型”研究设施。

组合体全景

11月28日,中国载人航天工程办公室发布了神舟十六号飞行乘组返回地面前手持高清相机通过飞船绕飞拍摄的空间站组合体全景照片。这是我国首次在轨获取以地球为背景的空间站组合体全貌图像,也是中国空间站的第一组全构型工作照。

在轨建造

前期工作

中国空间站建造阶段历次任务详见词条:天和核心舱

前期历程

  • 2008年9月,神舟七号升空,实现航天员太空行走;
  • 2011年9月,天宫一号空间实验室发射升空。
  • 2011年11月神舟八号发射升空,实现无人对接。
  • 2012年6月神舟九号发射成功,实现中国首次载人交会对接。
  • 2013年6月神舟十号发射成功,完成再一次载人交会对接任务。
  • 2014年9月10日,杨利伟称,将在2022年前后完成中国空间站的建造。
  • 2016年9月天宫二号空间实验室发射升空。
  • 2016年10月神舟十一号载人舱发射升空,与天宫二号对接。
  • 2017年3月2日,全国政协委员、中国航天科技集团公司科技委主任包为民表示,中国空间站核心舱已于2016年底完成总装,进入整舱测试阶段,预计2018年发射升空。
  • 2017年4月20日天舟一号货运飞船发射升空,完成与天宫二号对接和推进剂补加试验。

准备工作

  • 2018年3月31日,从中国航天员中心获悉,随着中国载人航天工程进入空间站时代,航天员已全面开展空间站任务训练。
  • 2018年10月23日,中国载人航天工程办公室副主任林西强在第五届载人航天(国际)学术大会表示,中国空间站关键技术攻关完成,中国“天和号”空间站核心舱将首次以1:1实物形式(工艺验证舱)参加第十二届珠海航展。
  • 2018年11月6日,中国空间站“天和”号核心舱亮相珠海航展,首次以1:1实物形式(工艺验证舱)出现于公众面前。核心舱包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分,有3个对接口和2个停泊口。核心舱主要用于空间站的统一控制和管理,以及航天员生活,具备长期自主飞行能力,能够支持航天员长期驻留,支持开展航天医学和空间科学实验。
  • 2019年7月,中国空间站核心舱完成了初样阶段综合测试、真空热试验等大型试验,即将转入正样阶段。“问天”实验舱和“梦天”实验舱完成了初样舱体阶段生产,正在开展总装工作。长征五号B运载火箭完成了初样阶段研制工作,正在进行飞行产品生产、发动机可靠性增长试验。航天员系统开展了长期载人飞行综合模拟验证、出舱活动水下验证等大型地面试验,第三批预备航天员选拔的初选工作已完成,舱外航天服正在进行飞行产品生产。
  • 2019年11月17日,中国载人航天工程总设计师、中国工程院院士周建平在第四届(2019)中国人因工程高峰论坛上说,中国将在2022年前后完成空间站建造并开始运营,空间站的近期规模为100吨,可载3人。

技术验证

长征五号B首飞

空间站的核心舱命名为“天和”,是中国空间站的管理和控制中心,全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,可支持3名航天员长期在轨驻留,支持开展舱内外空间科学实验和技术试验,是中国研制的最大的航天器。

新一代载人飞船试验船是为中国近地空间站运营和后续载人月球探测等任务研制,全长8.8米,发射质量21.6吨,具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点,主要用于验证气动热防护、再入控制和群伞减速回收等关键技术。

据中国载人航天工程办公室消息,截至2020年1月20日,空间站核心舱初样产品和新一代载人飞船试验船,经过大约一周的海陆运输,已先后安全运抵文昌航天发射场,将分别参加长征五号B运载火箭发射场合练及首飞任务,标志着中国空间站在轨建造任务即将拉开序幕。

长征五号B运载火箭主要用于空间站舱段等近地轨道大型航天器发射任务,是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型火箭,根据空间站任务要求新研制了大型整流罩,并对全箭进行了适应性改造。火箭全长约53.7米,芯一级直径5米,捆绑4个直径3.35米助推器,整流罩长20.5米、直径5.2米,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,起飞质量约849吨,近地轨道运载能力不小于22吨。

据中国载人航天工程办公室消息,为载人空间站工程新研制的长征五号B遥一运载火箭,按照流程完成出厂前各项研制工作,于2020年2月5日安全运抵文昌航天发射场,后续将与先期运抵的空间站核心舱初样产品一同参加发射场合练,之后执行首飞任务。

此外,据中国航天科技集团有限公司五院载人飞船系统总设计师张柏楠在2019年3月11日表示,2022年前中国飞船将告别“订制”,开始小批量生产。

2020年5月5日18时,为中国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱在文昌航天发射场点火升空,首飞任务取得成功,为中国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。

长征五号B运载火箭首飞成功后,中国将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造;期间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。中国空间站核心舱已完成正样产品总装,问天实验舱和梦天实验舱正在开展初样研制;空间科学应用载荷已陆续转入正样研制,执行空间站建造阶段四次飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。中国第三批预备航天员选拔工作将于2020年7月前后完成。

天和核心舱飞行

按照空间站建造任务规划,2021年和2022年中国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射,4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。

  • 2021年1月,中国空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船、空间应用系统核心舱任务,分别顺利通过主管部门组织的出厂评审,标志着中国空间站建造即将转入任务实施阶段。
  • 2021年2月16日,从中国载人航天工程办公室获悉,执行中国空间站建造阶段载人飞行任务的首批航天员乘组已进入强化冲刺训练阶段;经过一年的艰苦训练,已基本完成预定科目训练,正在着重开展出舱活动等训练。
  • 2021年4月23日上午,空间站天和核心舱与长征五号B遥二运载火箭组合体在中国文昌航天发射场垂直转运至发射区,意味着中国空间站建设大幕已经开启。
  • 2021年4月29日,据中国载人航天工程办公室消息,长征五号B遥二运载火箭已完成推进剂加注,计划于29日中午11时许发射空间站天和核心舱。
  • 2021年4月29日11时,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱,在海南文昌航天发射场发射升空。
  • 2021年5月18日,据中国载人航天工程办公室消息,4月29日发射入轨的空间站天和核心舱,近日先后完成交会对接、航天员驻留、机械臂等平台功能测试,以及空间应用项目设备在轨性能检查,各项功能正常、运行状态良好,已进入交会对接轨道,后续将继续开展与天舟二号货运飞船交会对接的准备工作。

天舟二号飞行

2021年5月,空间站天和核心舱完成在轨测试验证。5月29日晚,中国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。这是空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。

神舟十二号载人飞行

  • 2021年6月16日上午,神舟十二号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍说,神舟十二号载人飞行任务作为中国空间站阶段的首次载人飞行,神舟十二号载人飞行任务承上启下,十分关键。总体来看,神舟十二号载人飞行任务有四大特点,将为后续空间站建造及应用发展奠定坚实基础,积累宝贵经验。
  • 2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得成功。
  • 2021年6月17日,据中国载人航天工程办公室消息,神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于北京时间2021年6月17日15时54分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。这是天和核心舱发射入轨后,首次与载人飞船进行的交会对接。
  • 北京时间2021年6月17日18时48分,神舟十二号载人飞船航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。后续,航天员乘组将按计划开展相关工作。
  • 2021年6月17日,据中国载人航天工程副总设计师陈善广在直播中透露,在这次的空间站关键技术验证和建造阶段,女航天员刘洋、王亚平都会参与到飞行任务中,此外第三批航天员已经选拔完成,其中也有女性航天员。
  • 2021年7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。按计划,在神舟十二号任务期间,航天员会开展两次出舱活动及舱外作业。
  • 2021年7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。北京时间2021年7月4日14时57分,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着中国空间站阶段航天员首次出舱活动取得成功。
  • 9月16日,神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体。北京时间2021年9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。

天舟三号飞行

  • 2021年9月18日10时25分,天舟二号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离,并绕飞至前向端口完成自动交会对接,整个过程历时约4小时。空间站天和核心舱与天舟二号货运飞船组合体状态良好,后续将先后迎接天舟三号货运飞船、神舟十三号载人飞船的访问。
  • 2021年9月20日15时,长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船,在海南文昌航天发射场成功发射。

神舟十三号载人飞行

2021年10月,据中国载人航天工程办公室消息,经空间站阶段飞行任务总指挥部研究决定,翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行神舟十三号载人飞行任务,由翟志刚担任指令长。

2021年10月,据介绍,在完成神舟十三号载人飞行任务及工程全系统综合评估后,工程将全面转入空间站建造阶段。

建造阶段共规划实施6次飞行任务,首先发射天舟四号货运飞船,运送补给物资,为随后实施的神舟十四号载人飞行任务做准备;神舟十四号乘组在轨驻留期间,将先后发射问天实验舱和梦天实验舱,与天和核心舱对接,进行舱段转位,在2022年底前完成空间站三舱组合体建造;随后实施天舟五号货运补给和神舟十五号载人飞行任务,神舟十五号乘组将与神舟十四号乘组开展在轨轮换。对空间站状态进行全面评估后,将转入空间站应用与发展阶段。

后续,将择机发射巡天空间望远镜,与空间站共轨长期独立飞行,开展巡天观测,短期停靠空间站进行补给和维护升级。

2021年10月14日,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强在神舟十三号载人飞行任务新闻发布会上表示,欢迎其他国家的航天员进入中国空间站,展开国际合作。

北京时间2021年10月15日21时40分,神舟十三号载人飞行任务航天员乘组出征仪式,在酒泉卫星发射中心问天阁广场举行。21时42分,中国载人航天工程总指挥、空间站阶段飞行任务总指挥部总指挥长李尚福下达命令,翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员领命出征,即将开启为期6个月的飞行任务。

2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得成功。

2021年10月16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。按任务实施计划,3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱。

2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱,中国空间站开启有人长期驻留时代。

2021年10月16日,完成了中国空间站首个活细胞研究。

2021年10月22日,中国空间站核心舱无容器材料科学实验柜在轨科学实验样品交接仪式在京举行,空间应用系统总指挥、中国科学院空间应用工程与技术中心主任高铭,向中国科学院上海硅酸盐研究所等分系统单位移交了核心舱科学实验柜在轨科学实验样品,这也是中国空间站首批在轨科学实验样品。

2021年12月,中国空间站的关键技术的验证进展顺利。

北京时间2021年12月9日15:40,“天宫课堂”第一课正式开讲,时隔8年之后,中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,这是中国空间站首次太空授课活动。

2021年12月,联合国官网发布了2021年12月3日中国常驻联合国(维也纳)代表团致联合国秘书长的照会。照会严正指出,美国太空探索技术公司(SpaceX)发射的星链(Starlink)卫星先后两次接近中国空间站,中国空间站出于安全考虑在2021年7月1日和2021年10月21日实施了紧急避碰机动。

2021年12月初,中国常驻联合国(维也纳)代表团向联合国秘书长提交普通照会表示,美国太空探索技术公司(SpaceX)发射的星链卫星,在2021年先后两次接近中国空间站,对中国空间站搭载的航天员生命健康构成危险。出于安全考虑,中国空间站组合体针对有关美国卫星,两次实施“紧急避碰”。

2022年,神舟十三号返回后,将继续开展发射货运飞船、神舟十四号载人飞船,以及中国空间站首个实验舱等多项任务。

北京时间2022年1月6日凌晨,机械臂成功捕获天舟二号货运飞船。6时12分转位试验开始,天舟二号货运飞船与天和核心舱解锁分离后,在机械臂拖动下以核心舱节点舱球心为圆心进行平面转位;尔后,反向操作,直至货运飞船与核心舱重新对接并完成锁紧。6时59分,经过约47分钟的跨系统密切协同,空间站机械臂转位货运飞船试验取得成功,这是中国首次利用空间站机械臂操作大型在轨飞行器进行转位试验。

北京时间2022年1月8日7时55分,经过约2小时,神舟十三号航天员乘组在地面科技人员的密切协同下,在空间站核心舱内采取手控遥操作方式,完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。试验开始后,天舟二号货运飞船从核心舱节点舱前向端口分离,航天员通过手控遥操作方式,控制货运飞船撤离至预定停泊点。短暂停泊后,转入平移靠拢段,控制货运飞船与空间站组合体精准完成前向交会对接。

2022年1月27日,临近春节,中国空间站航天员们在400千米的高空与地球上的喀喇昆仑边防战士们互动通话,看到,中国空间站的年味儿,布置起了节日氛围,春节还能吃到三种馅的饺子。

2022年2月12日消息,自中国空间站核心舱发射入轨以来,中国载人航天工程办公室每日在官网发布中国空间站近/远地点、倾角等轨道基本参数。为便于各方开展空间目标避碰等轨道分析工作,中国载人航天工程办公室每日在官网发布中国空间站TLE轨道根数,供各航天实体参考使用。

2022年3月4日消息,中国空间站2022年将全面建成,首次实现6名航天员同时在轨。全国人大代表、中国载人航天工程副总设计师、航天科技集团五院空间站光学舱系统总设计师张柏楠透露,2022年,中国载人航天空间站工程进入空间站建造阶段,将完成问天实验舱、梦天实验舱、神舟载人飞船和天舟货运飞船等6次重大任务,全面建成空间站,实现首次6个航天器组合体飞行,首次航天员驻留达到6个月,首次两个乘组6名航天员同时在轨。

2022年3月,执行空间站建造阶段2次载人飞行的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。

3月19日,中国空间站将支持大规模科学研究,中国载人航天工程空间应用系统总指挥高铭介绍,在重要领域进行了长期、系统的规划,研制了一大批科学研究设施,支持在轨开展1000余项研究项目,探索人类如何在太空长期生存。

2022年3月31日18时40分,天舟二号货运飞船受控再入大气层,飞船绝大部分器件被烧蚀销毁,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。

北京时间2022年4月16日0时44分,神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离,神舟十三号航天员乘组在空间站组合体工作生活了183天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。

关键突破

2022年4月17日下午3时,国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍中国空间站建造进展情况。北京航天飞行控制中心空间站任务总师孙军介绍,对空间站平台设备和航天员健康等状态进行全时的监测,同时也对空间环境、空间目标碰撞等情况加强监视和预警,采取必要的规避措施,2022年2月份以来,已向全世界公布空间站运行轨道供世界各航天实体进行碰撞预警计算。中国载人航天工程办公室主任郝淳表示,中国全面突破了空间站建造的关键技术。

中国空间站建造分关键技术验证和建造两个阶段实施,分别规划了6次飞行任务,其中关键技术验证阶段主要任务目标是,突破并掌握空间站建造和运营相关的一系列关键技术。自2020年以来,成功实施了长征五号B运载火箭首飞,天和核心舱,神舟十二号、神舟十三号载人飞船,天舟二号、天舟三号货运飞船等6次飞行任务。神舟十三号载人飞行任务的成功,标志着空间站关键技术验证阶段任务完美收官,阶段任务目标全面实现,为中国空间站组装建造和长期运营奠定了坚实基础。正在组织对空间站关键技术验证阶段进行全系统综合评估,满足要求后全面转入空间站建造阶段。2022年共计划实施6次飞行任务,完成中国空间站在轨建造。建造完成后,将转入应用与发展阶段。

6次任务:5月发射天舟四号货运飞船;6月发射神舟十四号载人飞船,3名航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月;7月发射空间站问天实验舱,与天和核心舱对接;10月发射梦天实验舱与核心舱对接,之后空间站三舱形成“T”字基本构型,完成中国空间站在轨建造;随后将发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船,神舟十五号飞行乘组由3名航天员组成,与神舟十四号航天员在轨轮换后,在轨驻留6个月。

天舟四号飞行

2022年4月20日5时02分,天舟三号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离,绕飞至前向端口,并于9时06分完成自动交会对接。空间站天和核心舱和天舟三号组合体状态良好。

2022年4月24日,国家航天局公布的信息显示,2022年,中国空间站将完成在轨建造任务。

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2022年5月10日01时56分,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,2时23分,飞船太阳能帆板顺利展开工作,发射取得成功。后续,天舟四号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。11月9日14时55分,已完成既定任务的天舟四号货运飞船,顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行阶段。

神舟十四号载人飞行

2022年6月4日,神舟十四号载人飞行任务发布会通报:神舟十四号任务期间,将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的太空空间站建造,建成国家太空实验室。神十四将继续开展天宫课堂,并将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动。

据中国载人航天工程办公室消息,在神舟十四号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,航天员乘组从返回舱进入轨道舱。按程序完成各项准备后,航天员陈冬成功开启天和核心舱舱门,北京时间2022年6月5日20时50分,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。后续,航天员乘组将按计划开展相关工作。

2022年6月5日20时50分,神舟十四号航天员乘组顺利进驻天和核心舱。航天员们在一个月的时间内,有序开展了载人环境建立、空间站平台维护与照料、空间科学实验等工作。为后续机械臂操作、出舱活动、舱段转移等工作做好了充分准备。

问天实验舱飞行

2022年7月18日,由中国航天科技集团有限公司研制的问天实验舱与长征五号B遥三运载火箭组合体已转运至发射区,后续将按计划开展发射前的各项功能检查和联合测试等工作。

2022年7月22日,中国空间站问天实验舱任务组织发射前系统间全区合练。

北京时间2022年7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,发射取得成功。

2022年8月10日报道,中国空间站舱外机械臂开展了在轨测试,空间站组合体状态稳定,航天员身心状态良好,正在为后续的出舱任务进行准备。

2022年9月18日消息,2022年,中国空间站工程还有3次重大发射任务:

① 10月,梦天实验舱将发射升空、与中国空间站核心舱对接,中国空间站建造将全面完成,国家太空实验室建成。

② 天舟五号货运飞船将发射,运送更多“太空物资”。

③ 年底,三名航天员将乘坐神舟十五号载人飞船与神舟十四号会合,届时中国空间站将有6名航天员共同在轨驻留。

2022年10月,梦天实验舱发射升空、与中国空间站核心舱对接,中国空间站建造将全面完成,国家太空实验室建成。 北京时间2022年9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,问天实验舱完成转位。问天实验舱转位完成后,空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型。

梦天实验舱飞行

2022年10月,从中国载人航天工程办公室获悉,中国空间站建造已进入收官阶段,按计划,年底前将实施梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号飞行和神舟十四号返回等4次任务,完成空间站建造。

2022年10月底,梦天实验舱发射后,将加入中国空间站。2022年底前,中国空间站将最终完成“T字构型”建造任务。2022年底,将发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船,实现6名航天员同时在空间站工作。10月25日上午,梦天实验舱与长征五号B遥四运载火箭在海南文昌航天发射场进行了垂直转运。

北京时间2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务取得成功。11月1日,梦天实验舱与空间站组合体在轨完成交会对接。11月3日,空间站梦天实验舱顺利完成转位,中国空间站天和核心舱、问天实验舱与其相拥形成T字基本构型。标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,向着建成空间站的目标迈出了关键一步。

天舟五号飞行

2022年11月12日,据中国载人航天工程办公室消息,长征七号遥六运载火箭已完成推进剂加注,瞄准11月12日10时03分在中国文昌航天发射场发射天舟五号货运飞船。11月12日12时10分,天舟五号货运飞船入轨后顺利完成状态设置,采取自主快速交会对接模式,成功对接于空间站天和核心舱后向端口,中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。交会对接完成后,天舟五号将转入组合体飞行段。此次任务中,首次实现了两小时自主快速交会对接,创造了世界纪录。

神舟十五号载人飞行

北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得成功。飞船入轨后,将按照预定程序,与空间站组合体进行自主快速交会对接,神舟十五号乘组将与神舟十四号乘组进行在轨轮换。在空间站工作生活约6个月期间,将进行多次出舱活动,完成舱内外设备安装、调试、维护维修、组合体管理、空间科学与技术实(试)验等各项任务。

2022年11月30日7时33分,神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。

2022年12月2日晚,神舟十四、神舟十五号航天员乘组进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

2023年2月10日00时16分,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆协同,完成出舱活动全部既定任务,安全返回问天实验舱,出舱活动取得成功。这是中国空间站全面建成后航天员首次出舱活动。

同时,空间站货物出舱安装任务也于前期陆续开展。能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器等载荷已完成出舱安装,全面验证了舱外载荷安装流程和空间站货物气闸舱、转移机构等部件的功能性能。

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2023年6月3日21时29分,神舟十五号载人飞船与空间站组合体成功分离。

神舟十六号载人飞行

2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十六号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功,同日下午,神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接,神舟十六号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱,进驻中国空间站。

2023年7月20日21时40分,经过约8小时的出舱活动,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同,在空间站机械臂支持下,圆满完成出舱活动全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。

2023年9月21日下午15时45分,“天宫课堂”第四课开课,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮面向全国青少年进行太空科普授课。

北京时间2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好,神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。

神舟十七载人飞行

北京时间2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十七号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。北京时间10月30日20时37分,神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功分离。分离前,神舟十六号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组开展了工作交接,完成了在轨工作经验交流、上行物资及下行样品转移安装等工作。神舟十七号乘组正式接管空间站。

2024年4月30日,神舟十七号载人飞船与空间站组合体成功分离。

天舟六号货运飞船

北京时间2024年1月12日16时02分,天舟六号货运飞船顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行阶段。将于近期择机受控再入大气层,货运飞船绝大部分器件将在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸将落入南太平洋预定安全海域。

神舟十八载人飞行

北京时间2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十八号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。目前,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

神舟十八号载人飞船入轨后,于北京时间2024年4月26日3时32分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十八号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱。4月26日05时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。随后,两个航天员乘组拍下“全家福”,共同向牵挂他们的全国人民报平安。4月28日,神十七、神十八乘组进行交接仪式,移交中国空间站的钥匙。11月3日,神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离。11月4日01时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,同日,神舟十八号载人飞行任务的航天员乘组平安抵达北京,并从中国空间站带回第七批空间科学实验样品。

神舟十九载人飞行

2024年10月30日4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

2024年10月30日,神舟十九号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,神舟十九号航天员乘组顺利进驻中国空间站。

2024年11月1日,神舟十八号、神舟十九号航天员乘组进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。神舟十八号航天员乘组已完成全部既定任务,将于11月4日乘坐神舟十八号载人飞船返回东风着陆场。

北京时间2025年3月21日20时50分,经过约7小时的出舱活动,神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置及舱外辅助设施安装、舱外设备设施巡检等任务。出舱航天员蔡旭哲、宋令东已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。航天员蔡旭哲已完成5次出舱活动,成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员。

2025年4月30日,中国空间站第八批空间科学实验样品随神舟十九号飞船顺利返回地球,本次返回科学实验样品涉及空间生命科学、空间材料科学、空间新技术等领域的25项实验项目,总重量约37.25公斤。

天舟八号货运飞船

2024年,“月壤砖”将搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验。

北京时间2024年11月16日2时32分,天舟八号货运飞船入轨后顺利完成状态设置,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟八号将转入组合体飞行段。

2025年7月8日15时09分,天舟八号货运飞船顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行阶段,将于近期择机受控再入大气层,货运飞船绝大部分器件将在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸将落入预定安全海域。7月9日6时42分,天舟八号货运飞船受控再入大气层。飞船绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁,少量残骸落入预定安全海域。

神舟二十号载人飞行

2025年4月23日,神舟二十号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。发言人介绍,按计划,神舟二十号载人飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式,约6.5小时后对接于天和核心舱径向端口,形成三船三舱组合体。在轨驻留期间,神舟二十号航天员乘组将迎来天舟九号货运飞船和神舟二十一号载人飞船的来访,计划于2025年10月下旬返回东风着陆场。

2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。同日,据中国载人航天工程办公室消息,神舟二十号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口。按任务计划,3名航天员随后将从神舟二十号载人飞船进入空间站天和核心舱。神舟十九号航天员乘组已做好迎接神舟二十号航天员乘组进驻各项准备工作。4月25日1时17分,在轨执行任务的神舟十九号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟二十号航天员乘组入驻中国空间站,这是中国航天史上第6次“太空会师”,也是两名指令长时隔3年后再次相聚“天宫”。11月5日,从中国载人航天工程办公室了解到,神舟二十号载人飞船疑似遭空间微小碎片撞击,进行影响分析和风险评估。为确保航天员生命健康安全和任务圆满成功,经研究决定,原计划11月5日实施的神舟二十号返回任务将推迟进行。

神舟二十一号载人飞行

2025年10月30日,神舟二十一号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。发言人介绍,经任务总指挥部研究决定,瞄准北京时间10月31日23时44分发射神舟二十一号载人飞船。飞行任务的航天员乘组由张陆、武飞、张洪章组成,张陆担任指令长。根据中国空间站飞行任务中期规划和合作进展,将择机安排1名巴基斯坦航天员以载荷专家的身份执行短期飞行任务。发言人介绍,在轨的舱外服有1套使用已超过20次。科研人员在3年15次的设计指标基础上实现了在轨延寿,是首套在轨开展寿命评估并延寿使用的舱外服,有效验证了舱外服健康监测评估模型和方法的正确性。10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。11月1日3时22分,神舟二十一号成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约3.5小时,创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。11月1日4时58分,在轨执行任务的神舟二十号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站,这是中国航天史上第7次“太空会师”。11月4日,神舟二十号和神舟二十一号航天员乘组进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。北京时间2025年11月14日11时14分,神舟二十一号载人飞船与空间站组合体成功分离。12月9日18时45分,经过约8小时的出舱活动,神舟二十一号乘组航天员张陆、武飞、张洪章密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下充分发挥人在舱外第一现场的能动作用,顺利完成了神舟二十号飞船返回舱舷窗巡检拍照、空间站空间碎片防护装置安装、温控适配器多层罩更换等任务。出舱航天员张陆、武飞已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。

神舟二十三号载人飞行

2026年5月24日23时08分,搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。飞船入轨后,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,神舟二十三号航天员乘组将与神舟二十一号航天员乘组进行在轨轮换。在空间站驻留期间,神舟二十三号航天员乘组将在空间生命与人体研究、微重力物理科学、空间新技术等领域开展多项实(试)验与应用,进行多次出舱活动,完成舱内外设备安装、调试、维护维修等任务。此次任务是工程进入空间站应用与发展阶段的第7次载人飞行任务,也是工程立项实施以来的第40次发射任务。截至目前,我国已有30名航天员、47人次进入太空执行飞行任务。此次任务也是长征系列运载火箭第644次飞行、神舟飞船第23次飞行。目前,空间站组合体已进入对接轨道,工作状态良好,满足与神舟二十三号载人飞船交会对接和航天员进驻条件。

据中国载人航天工程办公室消息,在载人飞船与空间站组合体成功交会对接后,神舟二十三号航天员乘组从飞船返回舱顺利进入轨道舱。北京时间2026年5月25日5时13分,在轨执行任务的神舟二十一号航天员乘组打开“家门”,欢迎远道而来的神舟二十三号航天员乘组入驻中国空间站,这是中国航天史上第8次“太空会师”,也是“天宫”首次有来自香港的航天员进驻。随后,两个航天员乘组拍下“全家福”,共同向牵挂他们的全国人民报平安。后续,两个航天员乘组将在空间站进行在轨轮换。

飞行动态

空间动态

拍摄影片

2021年12月17日,中央广播电视总台发布2022年纪录片片单,其中包括《飞越苍穹》。该片是一部以中国空间站为题材的纪实巨幕影片。

2022年6月,由神舟十三号太空出差三人组翟志刚、王亚平、叶光富拍摄的中国空间站8K超高清短片《窗外是蓝星》震撼发布。茫茫宇宙,繁星璀璨。窗外蓝星,格外耀眼。星辰大海,征途万里。未来,我们已经启程!

紧急避碰

第一次紧急避碰

美国星链-1095卫星自2020年4月19日起稳定运行在平均高度约555千米的轨道上。2021年5月16日至6月24日,该卫星持续降轨机动至平均轨道高度382千米后,保持在该轨道高度运行。7月1日,该卫星与中国空间站间出现近距离接近事件。出于安全考虑,中国空间站于7月1日晚主动采取紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

第二次紧急避碰

2021年10月21日,美国星链-2305卫星与中国空间站发生近距离接近事件。鉴于该卫星处于连续轨道机动状态,机动策略未知且无法评估轨道误差,存在与空间站碰撞风险。为确保在轨航天员安全,中国空间站于当日再次实施紧急避碰,规避了两目标碰撞风险。

当地时间2025年12月29日,中国代表在低地球轨道卫星问题安理会阿里亚模式会议上发言时表示,个别国家的商业卫星星座肆意扩张,缺乏有效监管,带来显著安全挑战。以 “星链”为例,“星链”在轨卫星超1万颗,曾两次迫近中国空间站致紧急避碰,近期一颗解体产生100多枚碎片,严重威胁缺乏控轨能力的发展中国家航天器。此外,一些低轨卫星星座无视相关国家法律规定,在他国上空和边界私自开通信号服务,成为干预他国内政的工具。在非洲萨赫勒、南亚及东南亚地区,“星链”被暴恐分子、分离势力以及电诈集团大量使用,带来监管和执法难题。

专题报道

2022年10月4日,中央广播电视总台中国之声《新闻和报纸摘要》推出:《中国空间站——太空中最闪亮的星》。

飞跃北京

2022年10月16日晚7时,天文爱好者拍到中国空间站飞过北京的画面。

神舟十五号对接

北京时间2022年11月30日5时42分,神舟十五号载人飞船入轨后,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。2022年11月30日7时33分,神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱,翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”,两个航天员乘组“胜利会师”。

在轨交接

2022年12月2日晚,神舟十四号、神舟十五号航天员乘组进行在轨交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙,6名航天员分别在确认书上签字,中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

成功分离

2022年12月4日11时01分,神舟十四号载人飞船与空间站组合体成功分离。

2022年12月18日,中国业余卫星组织CAS-10(希望4号)卫星将与中国空间站分离并进入运行轨道。同月,铜川籍小卫星智星三号A星顺利进入预定轨道,成为中国首颗由空间站系统释放的商业微小卫星。

舱外辐射生物学暴露实验

2023年6月9日~10日,空间站梦天实验舱空间辐射生物学暴露实验装置经由机械臂抓取,从货物气闸舱出舱,经过中转位,顺利安装至既定的舱外暴露平台,装置开机工作正常。

太空流体力学基础实验

2023年8月15日,中国载人航天发布了一段新的视频,神舟十六号航天员在轨开展了大量基础科学研究的任务,流体力学是其中的重要内容,其成果可以应用到生物医学、材料科学和工程应用等领域。这段新发布的视频中,就记录了航天员更换显微流变样品、观测胶体聚集相变等方面的工作画面。

发射天舟七号货运飞船

北京时间2024年1月17日22时27分,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,约10分钟后,天舟七号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,之后飞船太阳能帆板顺利展开,发射取得圆满成功。后续,天舟七号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。

2024年11月10日16时30分,天舟七号货运飞船从中国空间站天和核心舱后向对接口撤离。

国旗太空传递

2024年4月25日,国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站,由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示,4月30日国旗随神舟十七号载人飞船返回地面。

出舱活动

2024年7月3日,神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,为空间站舱外管路、电缆及关键设备安装了空间碎片防护装置,并完成了舱外巡检任务。出舱航天员叶光富、李聪安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功。

2025年8月16日报道,中国空间站首次应用专业领域AI大模型:“悟空AI”,大模型助力航天员出舱任务。

交会对接

2025年11月25日,神舟二十二号飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,后续将作为神舟二十一号航天员乘组的返回飞船。

天舟九号撤离空间站组合体

2026年5月6日16时34分,天舟九号货运飞船顺利撤离空间站组合体,转入独立飞行阶段,择机受控再入大气层,飞船再入过程中烧蚀残存的少量残骸落入预定安全海域。

移交空间站钥匙

2026年5月28日,神舟二十一号和神舟二十三号航天员乘组进行交接仪式,两个乘组移交了中国空间站的钥匙。神舟二十一号航天员乘组已完成全部既定任务。5月29日,神舟二十二号载人飞船与中国空间站组合体成功分离。

实验样品返回并交付科学家

2026年5月29日,中国空间站第十批空间科学实验样品随神舟二十二号飞船顺利返回。本次随神舟二十二号飞船下行返回的包括生命科学类、材料类、燃烧类实验样品,涉及23项实验项目,包括9种生命实验样品、12种材料实验样品和2种燃烧实验样品,总重量约41.14公斤。生命类科学实验样品如人工胚胎、脑类器官等于5月30日凌晨4时5分转运至北京中国科学院空间应用工程与技术中心。

对外合作

  • 2016年,联合国与中国载人航天工程办公室签署《利用中国空间站开展国际合作谅解备忘录》,商定利用中国空间站为各国提供科学实验机会,并在未来为他国航天员或载荷专家提供在轨飞行机会。
  • 2018年5月28日,中国常驻维也纳联合国和其他国际组织代表团与联合国外层空间事务办公室,在维也纳共同举办中国空间站国际合作机会公告发布仪式,正式开启中国空间站国际合作,盛情邀请世界各国积极参与,利用未来的中国空间站开展舱内外搭载实验等合作。
  • 2019年6月12日,中国载人航天工程办公室和联合国外层空间事务办公室在维也纳联合宣布,来自17个国家的9个项目从42项申请中脱颖而出,成为中国空间站科学实验首批入选项目。这标志着中国空间站国际合作进入新阶段。
  • 2022年4月18日,外交部发言人汪文斌表示,当前,中国正在组织实施同联合国外空司合作的中国空间站首批国际合作项目。中方愿与所有致力于和平利用外空的国家和地区一道,开展更多的国际合作与交流。中国空间站欢迎外国航天员来访。
  • 2022年4月18日,外交部发言人汪文斌表示,中国载人航天工程自立项实施以来,始终坚持和平利用、平等互利、共同发展的原则,与法国、德国、意大利、俄罗斯、巴基斯坦以及联合国外空司、欧洲航天局等多个航天机构和组织签署了合作协议,实施了形式多样的合作项目,取得了丰硕的合作成果。中国空间站是历史上此类项目首次向所有联合国会员国开放。已经有17个国家、23个实体的9个项目成为中国空间站科学实验首批入选项目。
  • 2022年4月24日是“中国航天日”。据俄罗斯塔斯社24日报道,俄国家航天集团公司总经理罗戈津当天在相关活动上以视频方式向中国国家航天局表示祝贺。他还表示,俄方高度评价俄中就落实太空项目开展的合作。
  • 2022年11月1日,外交部发言人赵立坚在例行记者会上表示已有17国项目确定入选中国空间站。
  • 2025年3月3日,外交部发言人林剑主持例行记者会,巴基斯坦和中国签署合作协议,中国空间站将迎来一位巴基斯坦航天员。
  • 2026年2月27日消息,2025年中巴两国签署了选拔训练航天员合作协议,选拔工作进展顺利,根据飞行任务规划安排,后续将有1名巴基斯坦航天员以载荷专家身份执行短期飞行任务,在中国空间站开展巴方科学实验等工作。
  • 2026年4月22日消息,2名巴基斯坦籍候选对象将作为预备航天员来华参加训练,在完成各项训练并通过考核后,其中1人将以载荷专家身份参加飞行任务,成为首位进入中国空间站的外籍航天员。

科普科研

太空授课

从天宫一号到中国空间站,中国载人航天工程的发展始终与科普教育紧密相连,“天宫课堂”更是成为传播太空知识、播种航天梦想的重要平台。载人航天飞行乘组将持续开展“天宫课堂”等一系列在轨授课活动,为广大青少年朋友奉献更加丰富多彩的太空科普盛宴。

2021年12月2日,记者从中国载人航天工程办公室获悉,为发挥中国空间站的综合效益,中国首个太空科普教育品牌“天宫课堂”即将正式推出,中国空间站首次太空授课活动将于近日面向全球进行直播。空间站作为国家太空实验室,也是重要的太空科普教育基地,蕴含着得天独厚的丰富教育资源,对激发社会大众特别是青少年弘扬科学精神、热爱航天事业具有特殊优势。

2013年6月20日,航天员王亚平在聂海胜、张晓光协助下进行首次太空授课,全国6000余万中小学生观看授课直播,产生巨大社会反响,在一代人心中播下追逐航天梦想的种子。神舟十三号航天员乘组进驻空间站组合体后,社会公众特别是青少年对中国航天员再次进行太空授课充满了期待。

“天宫课堂”将结合载人飞行任务,贯穿中国空间站建造和在轨运营系列化推出,授课将由中国航天员担任“太空教师”,以青少年为主要对象,采取天地协同互动方式开展。

同时,将通过媒体、“学习强国”平台和载人航天工程网广泛征集授课内容、互动提问和创意建议,择优纳入“天宫课堂”筹划实施,欢迎社会大众特别是青少年踊跃参与。

神舟十二号飞行乘组由于是首批进驻航天员,在轨工作十分繁忙,再加上在轨时间只有3个月,相对较短,因此主要是择机与地面进行天地连线,到了神舟十三号飞行乘组时期就正式开启了名为“天宫课堂”的太空授课活动。前两批航天员都是在天和核心舱进行天地连线或太空授课活动。

2022年10月12日16时01分,“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,神舟十四号飞行乘组新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来一场精彩的太空科普课,这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。

“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时48分正式开课,神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱为广大青少年带来一场精彩的太空科普课,介绍了微重力环境下的燃烧、水的表面张力,以及角动量守恒现象等内容。授课长约一小时,并取得圆满成功。

2026年9月9日,“天宫课堂·港澳专场”太空授课活动举行,正在中国空间站执行载人航天任务的神舟二十三号乘组——指令长朱杨柱、航天驾驶员张志远及香港首位载荷专家黎家盈,将为港澳学生进行讲解,并示范科学实验。这也是中国空间站第五次“天宫课堂”。

植物生长实验

2022年7月28日,载有实验样品拟南芥种子和水稻种子的实验单元,由航天员安装至问天实验舱的生命生态通用实验模块中,并于7月29日启动实验。

已成功启动了拟南芥和水稻的种子萌发,拟南芥幼苗已长出叶子,高杆水稻幼苗已长至30厘米左右高,矮杆水稻也有5-6厘米高,生长状态良好,后续将完成拟南芥和水稻在空间站从种子到种子全生命周期的实验,并在实验过程中由航天员采集样品、冷冻保存,最终随航天员返回地面进行分析。

截至2022年11月,拟南芥生长周期比较短,第一批生长的几个拟南芥,已经完成了从种子到种子的过程。水稻可以看到一些绿的小穗,实际上就是水稻已经开始第一次在太空里结穗。

业余无线电载荷

中国空间站搭载业余无线电载荷(CSARC),是由中国无线电业余爱好者俱乐部(CRAC)、上海航天系统工程研究院(ASES)和哈尔滨工业大学(HIT)提出。有效载荷将为世界各地的无线电爱好者提供资源,以便与航天员进行联系或相互交流。它还将成为一项规则,激励学生追求科学、技术、工程和数学方面的兴趣和职业,并鼓励更多人对业余无线电感兴趣。

双光子显微镜轨验证实验

2022年11月12日,空间站双光子显微镜搭乘天舟五号货运飞船成功运抵中国空间站,成为世界首台进入太空的双光子显微镜。2023年2月,神舟十五号航天员乘组完成了双光子显微镜的安装、调试和首次成像测试,神舟十五号航天员乘组使用由中国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨验证实验任务并取得成功。

微重力物理科学实验

2023年7月,神舟十六号航天员乘组与地面科研人员密切配合,开展了流体物理实验、冷原子干涉仪设置等多项在轨实验,空间站内大规模空间科学实验有序展开。

材料舱外暴露实验

2024年3月,中国空间站材料舱外暴露实验装置及首批实验材料样品已完成舱外暴露实验,已成功取回至空间站内。预计2024年5月,新一批科学实验样品将由航天员安装至材料舱外暴露实验装置内,出舱开展新一轮暴露实验。

脑电测试研究

2024年,神舟十七号航天员乘组在中国空间站顺利进行了在轨脑电测试实验。

空间站管道检测机器人

2025年1月12日,中国载人航天办公室发布天宫TV第八季第十二集,中国空间站迎来了一位“新朋友”—— 空间站管道检测机器人,航天员开展了“空间站管道检测机器人”的在轨试验验证工作。首先将它送入模拟管道内并上电,随后按下任务按钮启动机器人。完成检测后,机器人返回入口处由航天员取出,通过试验验证了适应多种复杂管道的机器人机构设计,以及复杂管道环境下多级协调、全身运动控制等关键技术,为空间站管道自动检测奠定技术基础。

2026年1月7日,从中国科学院空间应用中心获悉,2025年中国空间站空间科学、应用实验与技术试验项目进展顺利,已形成覆盖生命科学、微重力物理、空间新技术与应用等多领域的科学设施,为核心科学任务的实施提供了关键保障。2025年空间应用系统在轨实施科学与应用项目新增31个,上行实验模块、单元及样品等科学物资约867.5公斤,下行空间科学实验样品83.92公斤,获取科学数据超过150TB,各领域科学团队产出系列原创性、前沿性、创新性的进展与成果,授权专利超过50项。在空间生命科学领域,我国成功实现了中国空间站首次小鼠空间科学实验,初步建立了科学实验和工程实施深度耦合的“地面筛选-活体上行-在轨饲养-活体下行”的空间小型哺乳动物实验全流程生命支持保障和实验技术体系。国际上首次开展了空间站亚磁-微重力复合太空环境生物学研究,揭示了亚磁-微重力复合空间环境下动物的行为与基因变化规律。另外,中国空间站内还开展了面向空间应用的锂离子电池电化学光学原位研究项目。

技术创新

节能技术

中国空间站研发面临很多技术上的挑战,将以更先进的控制技术、能源技术、再生技术,将空间站打造成节能典范。

要为航天员的生活、工作、实验提供很好的条件,保证满足空间科学研究的需要,相应对空间站规模和性能提出要求。这就需要利用最新的科技成果,提高空间站对人的保障能力;掌握更好的控制技术,进一步提升空间站姿态稳定度、微重力水平。

空间站要长期运营,需考虑经济性问题,如何通过绿色、再生技术等,提高空间站物资循环利用率,减少地面补给需要,实现资源再利用,譬如,用废水、尿液制造氧气,对二氧化碳等人体废弃物进行的再生去除等。

空间站还需要更大规模的供电能力。光电和太阳能在地面都有应用,空间上会更重视利用太阳能发电,进一步提高太阳电池发电效率,提高储能电池效率及寿命、可靠性安全性。

文明进步

2022年空间站建好后,将随即投入正常运营,开展科学研究和太空实验,促进中国空间科学研究进入世界先进行列,为人类文明发展进步作出贡献。考虑到当前需求和耗费等因素,中国不搞国际空间站这么大规模的空间站,考虑的规模是适度的,可以满足重大科学研究项目的需要,而扩展能力的设计将使我们能根据科学前沿的发展需求,提供更为强大的支持能力。

中国空间站建设将瞄准掌握空间站建造技术,用与时代同步的技术,建造有中国特色、时代特征的空间站。中国的空间站也将为全球科学家提供科学研究和实验机会,满足最新最好的空间探索及空间资源利用等科研需要,使中国载人航天发展进入探索科学前沿、开发空间资源、造福人类社会的新阶段。

双重保障:报警系统和预警系统双重保障

空间站建成后,航天员需要长期在轨执行任务,所以在空间站内部特别设计了一套报警系统。声光电的这种报警系统,如果真的是发生了故障,可以及时去通报航天员,然后就算航天员在休息,也可以通报航天员,然后进行处置。

除此之外,为了进一步保障航天员的安全,在地面系统也配置预警设备,对空间站进行实时监测。有了报警系统和预警系统的双重保障,这样一来即便在太空中,航天员也能够实现与地面人员同步的作息时间。

如果在轨发生了故障,我地面也可以及时进行处置。所以相当于这种地面和天上一体化的设计,最终保证后续的航天员在轨可以达到这种同步的作息,不需要再有一个航天员专门不睡觉来进行值守,这个是可以实现的。

双机械臂

机械臂是空间站的“明星”部件之一。后续发射的问天实验舱将配置一个小机械臂。空间站配置的大小两个机械臂,分工各有侧重,又相互配合,可满足空间站任务的需求。

小机械臂有三方面突出的特点:一是更加精巧,小机械臂的重量和长度均约为大臂的一半,负载能力约为大臂的八分之一,相应的目标适配器也更加轻巧,小臂的运动和操控灵活。二是更加精准,小臂的末端定位精度更高,位置精度、姿态精度优于大臂,能够完成精度要求更高的精细操作。三是可与大臂级联工作,也就是小机械臂可被大机械臂抓取形成组合机械臂,舱外作业覆盖范围更广,通过大范围转移满足去往不同位置进行精细作业的需求。

小机械臂担负任务:首先,与大机械臂相似,小机械臂通过目标适配器连接分离切换,可实现独立舱外爬行,完成航天员出舱活动支持、舱外状态检查等任务。其次,小机械臂可发挥自身精巧、精准的特点,完成精度要求更高的各类载荷和平台设备的舱外安装、维护和照料等精细操作。大小机械臂可协同开展舱外操作任务,完成互巡互检的自身维护工作,有效提高了机械臂系统的可靠性。

近日,中国空间站舱外机械臂开展了在轨测试,空间站组合体状态稳定,航天员身心状态良好,正在为后续的出舱任务进行准备。

2023年1月7日,中国空间站机械臂立大功,空间站标准载荷首次出舱成功:能量粒子探测器现已安装至问天实验舱外。

所获荣誉

社会荣誉

  • 2021年12月 “中国空间站开启有人长期驻留时代”入选2021年度国内十大科技新闻。
  • 2022年2月 “天宫开讲科普课,掀起全民航天科普浪潮”入选2021年度十大科普事件。
  • 2023年12月 “中国空间站”入选2023全球十大工程成就

文化特色

纪念邮票

中国邮政于2022年12月25日发行《中国空间站》纪念邮票一套4枚。邮票表现内容为:(1)天地往返;(2)空间科学;(3)出舱活动;(4)太空家园。

纪念封

纪念币

2023年1月9日,中国人民银行发行中国空间站建成金银纪念币一套,均为中华人民共和国法定货币。

名称标识

中国载人航天工程办公室负责人称,自发布之日起,中国载人航天工程启用新的标识,载人空间站及货运飞船有关文件与宣传文稿一律使用新的规范名称和代号。

名称代号

载人空间站命名为“天宫”,货运飞船命名为“天舟”。中国载人空间站整体名称及各舱段和货运飞船共5个名称具体如下:

  • 载人空间站命名为“天宫”,代号“TG”;
  • 核心舱命名为“天和”,代号“TH”;
  • 实验舱Ⅰ命名为“问天”,代号“WT”;
  • 实验舱Ⅱ命名为“梦天”,代号“MT”;
  • 货运飞船命名为“天舟”,代号“TZ”。

中国载人航天工程官方标识

中国载人航天工程标识主造型既像一个汉语书法的“中”字,又类似空间站的基本形态,尾部的书法笔触似腾空而起的火箭,充满中国元素和航天特色,结构优美、寓意深刻。同时,命名中国载人空间站整体名称及各舱段和货运飞船等5个名称,既注重了单个名称的内涵,又强调了保持全套名称的系统性、协调性和互补性。

飞行任务标识

2022年8月,梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船将于2022年接续造访太空完成空间站建造阶段全部飞行任务,中国载人航天工程办公室正式发布后续三次飞行任务标识。

天宫画展

中国空间站举办“全球拍天宫”摄影作品展。自2021年11月16日,启动“全球拍天宫”。

2023年春节期间,特殊摄影作品展在中国人的“太空家园”举办,神舟十五号飞行乘组的航天员费俊龙、邓清明、张陆介绍说,展出的这21幅“全球拍天宫”摄影作品,每一张都是摄影师在地球上抓拍到的中国空间站过境时的经典瞬间,角度独特,构思巧妙。

发展成果

截至2023年8月,空间站已安排在轨实施了110个空间科学研究与应用项目,涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域,获得原始实验数据近100TB,下行了近300个实验样品,部分项目已取得阶段性应用成果。

2024年4月,神舟十八号曾携带4条斑马鱼和4克金鱼藻进入中国空间站,在轨搭建了小型水生生态系统,研究空间环境对鱼类生长发育、生态系统运行与物质循环的影响,为这一次开展斑马鱼新一轮空间科学实验奠定了基础。

截止2024年4月,空间站已在轨实施了130多个科学研究与应用项目,利用神舟十二号至神舟十六号载人飞行任务下行了5批300多份科学实验样品,先后有国内外500余家科研院所参与研究,在空间生命科学、航天医学、空间材料科学、微重力流体物理等方向已取得重要成果,在国际一流期刊发表论文280余篇。

2024年4月30日,中国空间站第六批空间科学实验样品随神舟十七号飞船顺利返回。本次下行返回的科学实验样品涉及23项科学实验项目,包括人成骨细胞、骨髓间充质干细胞、蛋白质晶体、生命有机分子、种子等32种生命实验样品以及无容器材料、高温材料和舱外暴露材料等18种材料样品,总重量约31.5公斤。

2024年5月,神舟十八号航天员完成了材料舱外暴露实验装置组装、测试及第二次出舱安装相关工作。

2024年5月26日,神舟十八号乘组已经在轨工作生活满一个月。

北京时间2024年5月28日,神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。

2024年9月25日,2024中国载人空间站空间科学与应用学术年会在陕西西安举行,会上集中发布了载人空间站科学与应用进展。自空间站建造以来,已在轨开展110余项实/试验,获得科学数据265TB。中国空间站科学实验和应用试验阶段性研究成果持续产出:空间生命领域,揭示微重力影响成骨细胞形成变化的作用机制,发现与骨流失相关的10余个潜在重要靶点,有望应用于骨质疏松药物干预;中国首次在轨构建斑马鱼-金鱼藻二元生态系统,在轨稳定运行40余天,实现中国在空间培养脊椎动物的突破;首次在空间完成水稻“从种子到种子”全生命周期培养并完成空间再生稻培养,发现一套新的微重力响应开花途径分子调控;开展线虫、微生物、水稻种子、生物大分子等16种样品舱外暴露实验。在空间材料领域,金属及合金凝固机理、功能晶体、舱外材料暴露等方面获得系列进展和具有国际影响的重要科学发现,研制了多种具有潜在应用价值的功能晶体材料,性能普遍优于地面。在微重力流体领域,获得贮箱流体全管理和半管理结构中表面张力驱动流动的完整特征,为我国航天器板式贮箱广泛应用提供科学与技术支撑。在微重力基础物理领域,在轨利用全光阱实现玻色爱因斯坦凝聚态(BEC)制备。

2024年11月消息,在神舟十八号任务期间,由4尾斑马鱼与4克金鱼藻组成的小型受控生命保障系统,实现了我国在太空培养脊椎动物的突破。该系统完成了斑马鱼从生长发育到繁殖的长期培养实验,创造了水生生态系统空间运行43天的新世界纪录。“太空鱼缸”在轨运行43天,打破了德国科学家此前的纪录——剑尾鱼在封闭水生生态系统中生存16天。11月4日,该系统的回收样本已随神十八飞船返回舱顺利抵达地球。

2024年12月30日,在即将迎来中国空间站全面建成两周年之际,中国载人航天工程办公室首次公开发布《中国空间站科学研究与应用进展报告》,《报告》指出,空间站自在轨建造以来,共发射8艘载人飞船和7艘货运飞船,共有21名航天员进驻,整体运行情况安全稳定,已实现常态化太空生活。

2025年1月消息,中国科学家首次通过天宫空间站制造出工业级铌合金,可能将彻底改变航空航天技术。1月消息,由中国科学院水生生物研究所和上海技术物理研究所合作研制的空间水生生保系统,随神舟18号发射,在中国空间站进行了43天的实验,在国际上突破了水生生态系统空间运行最长时间。此次实验也实现斑马鱼空间繁殖获得鱼卵,是我国在空间培养脊椎动物的第一次突破。

2025年,中国空间站航天技术试验领域成功完成了空间站管道检测机器人在轨试验,验证了管道检测机器人的管道环境适应能力和变刚度运动安全性,为未来配合空间站完成管道检测提供技术基础。

2025年,中国载人航天工程将扎实推进空间站应用与发展和载人月球探测两大任务,空间站建成以来,先后组织完成4次载人飞行、3次货运补给、4次飞船返回任务,5个航天员乘组、15人次在轨长期驻留,累计进行了11次航天员出舱和多次应用载荷出舱,开展多次舱外维修任务,刷新航天员单次出舱活动时长的世界纪录,完成包括2名港澳载荷专家的第四批预备航天员选拔、低成本货物运输系统择优并启动研制、《中国空间站科学研究与应用进展报告》(2024年)发布等工作。

2025年4月23日,神舟二十号载人飞行任务新闻发布会召开,发言人介绍,此次任务是空间站应用与发展阶段第5次载人飞行任务,也是载人航天工程第35次飞行任务。任务主要目的是:与神舟十九号乘组完成在轨轮换,在空间站驻留约6个月,开展空间科学与应用实(试)验,实施航天员出舱活动及货物进出舱,进行空间碎片防护装置安装、舱外载荷和舱外设备安装与回收等任务。

截至2025年4月,中国空间站已在轨实施了200余项科学与应用项目,上行近2吨科学与应用物资,下行近百余种空间科学实验样品,获取的科学成果后续将定期进行发布。

北京时间2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟二十号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。目前,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。飞船入轨后,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,神舟二十号航天员乘组将与神舟十九号航天员乘组进行在轨轮换。在空间站工作生活期间,神舟二十号航天员乘组将在空间生命与人体研究、微重力物理科学、空间新技术等领域开展多项实(试)验与应用,进行多次出舱活动,完成空间站碎片防护装置安装、舱外载荷和舱外平台设备安装与回收等任务。 2025年4月,随神舟二十号载人飞船一起进入中国空间站的三大空间科学实验项目中,“失重性骨丢失及心肌重塑的蛋白稳态调控机制研究”实验项目,就是通过开展空间斑马鱼的实验,揭示失重环境下对脊椎动物骨骼和心血管系统等关键组织器官的影响,探寻未来人类长期宇宙航行中对抗骨丢失和心肌损伤的防护方法。神舟二十号载人飞船这次携带了科学家们精心挑选的6条雄性斑马鱼进入中国空间站,开展为期约30天的实验。

2025年4月27日,神舟十九号、神舟二十号航天员乘组进行交接仪式,完成了中国空间站第6次在轨交接轮换。4月30日4时,神舟十九号载人飞船与空间站组合体成功分离,计划当天中午返回东风着陆场。分离前,神舟十九号航天员乘组在地面人员的配合下,完成了空间站组合体状态设置、实验数据整理下传、留轨物资清理转运等撤离前各项工作,与神舟二十号乘组完成了工作交接和在轨工作经验交流。

2025年5月,科研人员首次公布在我国空间站发现的一个微生物新物种,并将其命名为“天宫尼尔菌(Niallia tiangongensis)”,相关科研成果在线发表于国际权威期刊《International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology》上。

2025年6月17日,国务院新闻办公室举行“新征程上的奋斗者”中外记者见面会,中国载人航天工程空间应用系统总指挥助理、中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张璐表示,我们的实验柜突破了一系列的关键技术,包括轻量化的、大承载的结构动力学设计等,让我们实验柜的承载比达到国际空间站的2倍以上,这意味着我们可以用最小的承载代价搭载更多的科学载荷上天。

2025年8月,中国空间站上的无容器材料实验柜成功把钨合金加热到超过3100℃,创造了新的世界纪录。

2025年8月25消息,中国空间站完成空间生命科学在轨实验任务。最新在轨实验发现:空间环境下,脑细胞移动速度更快,肌肉修复进程却变慢,而脂代谢疾病药物的治疗效果明显提高。这些新发现,可能为阿尔茨海默病治疗、新型药物研发等打开全新视角。

2025年10月6日,中秋佳节之际,神二十乘组在中国空间站向全国人民送上了宇宙级祝福。在中国空间站祝大家中秋快乐,祝大家阖家团团圆圆,身体健健康康,生活和和美美。

2026年1月8日,中国载人航天工程办公室面向全社会发布2025年度《中国空间站科学研究与应用进展报告》。《报告》称,2025年度中国空间站在轨实施科学与应用项目新增86项,上行实验模块、单元及样品等科学物资约1179千克,下行空间科学实验样品约105千克,获取科学数据超过150TB。一年来,先后取得多项重要进展,包括成功完成中国空间站首次小鼠空间科学实验、国际首次开展空间站亚磁-微重力复合太空环境生物学研究、国际首次提出基于经眶B超测量视神经蛛网膜下腔面积的无创颅内压监测技术、国际首次开展空间站管道检测机器人在轨试验并获取开创性成果等。

2026年3月16日,中国空间站开展植物栽培在轨验证试验。围绕空间材料科学领域实验项目,乘组完成了无容器柜实验腔体样品清理、实验样品更换、轴心机构电极维护、轴心机构视窗盖镜片清洁等工作。同时,围绕微重力燃烧科学领域实验项目,乘组还完成了实验柜内燃烧器,采样盖更换,以及抽真空、排废气等工作。

2026年3月26日,我国第四次舱外暴露实验正在在轨开展。此次实验覆盖8个科学研究项目、26个单元样品,将根据研究需求,在轨开展为期一年或两年的暴露实验。

2026年5月11日8时14分,搭载天舟十号货运飞船的长征七号遥十一运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,发射任务圆满成功。后续,天舟十号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行交会对接。5月11日13时11分,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后,天舟十号将转入组合体飞行段。后续,神舟二十一号航天员乘组将进入天舟十号货运飞船,按计划开展货物转运等相关工作。5月13日,中国科学院空间应用工程与技术中心消息,随天舟十号上行太空的人类“人工胚胎”实验样本,已装置于中国空间站实验模块,实验进展顺利。5月23日,记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉,神舟二十三号载人飞船将携带9项科学实验上行中国空间站。上行样品及装置总重量约54公斤,主要包括肝脏细胞、水稻和拟南芥种子、纳米酶、放线菌、钙钛矿电池等实验材料。

2026年9月19日至20日,在首届航天医学工程大会上,神舟二十一号航天员张洪章会上通过照片和视频展示了中国空间站“太空菜园”的丰收成果。中国航天员科研训练中心的卞强介绍,截至2026年9月,我国已完成14种植物20余个品种的在轨培养试验,为未来空间站内的规模化种植奠定了坚实的技术基础。

官方直播

  • 2023年4月23日消息,中国空间站首次慢直播天宫之镜2023年4月24日10:00上线。
  • 2023年4月24日是第八个中国航天日,中央广播电视总台联合中国载人航天工程办公室共同推出中国空间站独家直播《天宫之镜》。
  • 2025年1月28日,农历大年除夕,神州大地处处洋溢着喜庆的节日氛围。中国人的“太空家园”——中国空间站也被装扮一新,正在太空出差的神舟十九号航天员乘组要在这里迎新春过大年。此时,中国空间站正高速运行在距离地球约400公里高的浩瀚太空。远离祖国的他们特意通过视频给大家拜年,祝全国人民新岁安泰、巳巳如意,祝伟大祖国时和岁丰、繁荣昌盛。

总体评价

中国要把空间站建成开展大规模空间科学实验与应用的太空实验基地。张伟指出,“与前期任务相比,中国载人航天事业将更加开放,包括国际和国内两个方面。与此同时,有望产出一大批重大科学成果,突破一大批核心关键技术,获得无法估量的经济和社会效益。例如,开展国际前沿的量子调控与光传输研究将有力促进世界量子通信技术的发展,甚至引发通信革命。“ 空间科学研究的应用前景十分广阔。张伟分类介绍说,比如空间生物学研究应用方面,可以为培育优良物种、探索疾病机理、研发生物药物、改进人类健康而服务;微重力流体与燃烧研究应用方面,可以促进新型清洁能源开发、改善地球环境;空间材料研究应用方面,开展空间材料加工、先进材料制备等研究,探索和揭示材料物理和化学过程规律,可以改进地面材料加工与生产工艺,研发与生产先进材料,推动工业技术进步。

“大家可能不知道,日常生活中的方便面、耐克鞋气垫都是从航天员的食物和穿戴用品中民用化而研制出来的,而先进超声诊断与远程医疗技术等,更是空间科学研究给人类带来的福音,国际空间站开发的靶向药物输送技术已经用于乳腺癌治疗临床试验,预计将获得广泛应用。”张伟表示,“科学发展、技术进步归根到底是为了服务国家、造福民众。”

中国空间站向世界开放,展现了中国航天越来越强大的实力。中国有着几千年的“问天”梦。从1970年东方红一号卫星成功发射拉开中国探索宇宙奥秘的序幕,中国航天通过自力更生、自主创新,不断打破国外技术的封锁和垄断,解决了一大批“卡脖子”的关键难题,大大缩小了与世界的差距。从神舟飞船载人遨游太空到“嫦娥”奔月探索未知,从北斗卫星组网导航到“天宫二号”搭建中国“太空之家”,中国航天取得了一项项举世瞩目的成就,完成了众多人类探索创举。众多国家申请参与中国空间站合作,充分印证了中国航天的实力,表明中国航天技术和经验正在受到越来越多国家的认可。

中国空间站向世界开放,是促进人类和平利用太空的一次生动实践。外太空是属于全人类共同的财富,而不是个别国家或个人的私产;和平探索利用外太空是世界各国平等享有的权利。20世纪以来,人类写下了宇宙探索的辉煌篇章。然而个别大国却对他国航天事业一味持敌视态度,大搞技术垄断,孤立乃至阻断他国航天事业发展,甚至不惜将外太空军事化,封锁人类进一步探索外太空的梦想。世界多国参与中国空间站合作项目,是人类探索未知、延展视野的又一次全球合作行动。世界各国通过中国空间增进互信合作,将积累更多航天技术和经验,推动人类航天事业达到新的高峰。

中国空间站向世界开放,彰显了太空治理中的中国责任与担当。中国十分重视太空探索和航天科技创新,同时也愿同世界各国携手合作,和平探索开发和利用太空。中国空间站向世界敞开合作大门,是历史上此类项目首次向所有联合国会员国开放,无论国家、组织还是私营实体、学术机构,均可平等参与,充分体现出中国以开放包容的心态与世界分享中国航天事业发展的经验和技术,生动诠释了中国航天合作的多边主义理念。与此同时,中国空间站合作也充分关注了发展中国家需求,提供了众多利用中国空间站开展应用实验的机会,将有效帮助发展中国家跨越航天技术发展鸿沟,共同参与太空治理,实现太空和平开发利用。

建设和运营空间站是衡量一个国家经济、科技和综合国力的重要标志。在近地轨道建造和运营空间站,可以长期开展有人参与的、大规模的空间科学实验和技术试验,能够极大地促进空间科学、生命科学等空间技术发展,辐射带动相关领域技术创新。中国空间站的建造运营将为人类开展深空探索储备技术、积累经验,是中国为人类探索宇宙奥秘、和平利用外太空、推动构建人类命运共同体作出的积极贡献。(央视网 评)

天宫空间站核心舱

“天和”核心舱是中国空间站的关键组成部分,为空间站的长期运营和发展奠定了坚实基础。

天宫空间站以天和核心舱为中心,采用“T”形构型,“问天”和“梦天”实验舱对称布局于两侧,通过机械臂辅助可继续组装,形成“十”字形、“干”字形等扩展构型。各舱段交会对接后,信息、能源系统相互连接,热控流体回路可实现热量跨舱传输,整体互联互通,具备跨航天器的系统重构能力。

基本概况

  • 发射时间:2021年4月29日,“天和”核心舱在海南文昌航天发射场由长征五号B遥二运载火箭成功发射入轨。
  • 结构组成:全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,由节点舱、生活控制舱和资源舱三部分组成。

主要功能

  • 载人居住:为航天员提供了舒适的生活环境,具备睡眠、饮食、个人卫生等保障设施,可满足3名航天员长期在轨驻留,6名航天员短期停留。
  • 控制中枢:集成了控制系统、通信系统等,对整个空间站的姿态控制、轨道控制、电力分配等进行统一管理和协调,确保空间站的稳定运行。
  • 对接枢纽:有多个对接口和停泊口,可对接载人飞船、货运飞船以及两个实验舱,实现空间站的组装和扩展。
  • 实验平台:舱内设有多个科学实验机柜,可开展空间生命科学、空间材料科学等多领域的科学实验和技术试验。

技术创新

  • 采用电推进技术:配置了4台霍尔电推进发动机,能更高效地进行轨道维持和姿态控制,节省大量化学推进剂。
  • 智能化控制系统:具备自主故障诊断、自主重构等能力,可快速应对各种突发情况,提高了空间站的可靠性和安全性。

舱段结构设计

  • 节点舱:是核心舱与其他舱段相连的主要部位,有2个对接口、2个停泊口和1个出舱口。2个停泊口在节点舱左右两侧;出舱活动口在节点舱上方;2个对接口分别位于节点舱的前端和下方。
  • 生活控制舱:分为小柱段和大柱段。小柱段直径2.8米,有三个睡眠区和卫生间;大柱段直径4.2米,是航天员工作、控制、锻炼和休闲的地方。
  • 资源舱:位于核心舱后端,直径4.2米、高度2.1米,舱内推进模块携带1.8吨推进剂,是唯一具备接收推进剂补加功能的模块,为空间站长期在轨运行提供动力支持。

系统功能设计

  • 环控生保系统:由水处理、尿处理、电解制氧、二氧化碳去除、二氧化碳还原和微量有害气体去除六大子系统构成,可在密封舱室内建立类似地球环境的可循环系统。
  • 机械臂系统:携带一支长10米、最大负载25吨的机械臂,采用仿生设计,具有7个自由度,末端配备视觉测量系统等,可完成舱段转位、辅助出舱、货物转移等任务,还能通过重定向技术覆盖整个空间站。
  • 能源系统:使用大面积柔性可展开太阳能电池翼和配套能源管理系统。太阳能电池翼由碳化硅增强铝基复合材料制成,双翼展开面积达134㎡,单翼发电功率9kW。电源系统采用三结砷化镓电池片和锂蓄能电池,多个舱段实行电源并网,空间站在阴影区时由锂离子蓄电池供电。
  • 推进系统:是中国航天飞行器中最复杂的推进系统,配置推进剂补加系统,首次实现完全自动化,在核心舱前后向对接端口均有补加接口。

杰出科学家

中国科技馆展示了许多杰出科学家的事迹和贡献,以下是其中一些名人介绍:

  • 钱学森:我国近代力学事业的奠基人之一,在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出许多开创性贡献,为我国火箭、导弹和航天事业的创建与发展作出了卓越贡献,是我国系统工程理论与应用研究的倡导人。 
  • 钱三强:中国核事业的奠基人之一,在核物理研究中取得多项重要成果,领导了中国原子弹、氢弹的研制工作,为中国核武器事业的发展奠定了坚实基础,培养了大批优秀的核科学技术人才。 
  • 王大珩:“中国光学之父”,应用光学及光学工程的主要奠基人和开拓者,主持研制了多种光学精密仪器,为中国光学事业的发展和国防现代化建设作出了重要贡献。 
  • 屠呦呦:中药学家、2015年诺贝尔医学或生理学奖得主。20世纪六七十年代,她带领团队从《肘后备急方》等中医药古典文献中获取灵感,先驱性地发现了青蒿素,开创了疟疾治疗新方法,全球数亿人受益。 
  • 吴孟超:“中国肝胆外科之父”,中国肝脏外科的开拓者和主要创始人之一,他成功完成了中国第一例肝脏肿瘤切除手术,建立了完整的肝脏外科理论和技术体系,极大地推动了中国肝胆外科事业的发展。

霍尔推力器

霍尔推进器,电推进装置,霍尔推进器中的陷阱电子置于磁场中可电离所携带的推进剂。霍尔推进器包括稳态等离子体推进器(Stationary Plasma Thruster,SPT,也叫作霍尔效应推进器)和带阳极层推进器(TAL)两种。

霍尔推力器,又称霍尔效应推力器(Hall effect thruster)。在推力器中推进剂被电场加速,霍尔推力器将电子约束在磁场中,并利用电子电离推进剂,加速离子产生推力,并中和羽流中的离子。

霍尔推力器是一种先进的电推进装置,被广泛应用在卫星位置保持和姿态控制领域,并以其结构简单、高比冲(在10³s数量级上)、高效率(可达60%以上)等优点成为未来空间飞行器的首选推进装置之一。

工作原理

这种推进器通常使用氢气、氙气、氩气作为推进剂,但这些推进剂并不是通过燃烧来产生动力。通过霍尔效应,推进剂受到电子撞击而变成离子状态,这些离子再经过电场的加速之后,然后再中和羽流中的离子,最终能让喷射出的气体加速至超过10公里/秒,最快甚至可达80公里/秒。相比之下,火箭发动机产生的气流速度通常只有2至4公里/秒。

简介

典型的霍尔推进器的工作原理,交叉电磁场捕获从阴极发射的电子,电子绕磁力线旋转并在放电区内作角向漂移,此角向漂移的电子电流称为霍尔电流。而角向漂移是交叉的径向磁场与轴向电场作用的结果(即霍尔效应)。这便是霍尔推进器得名的原因。角向漂移电子与通过阳极进入环形放电室的推进剂分子发生碰撞后电离,形成等离子体,其中离子在电磁场的作用下沿轴向加速,并高速喷出,从而产生推力。

磁场产生的电场将带电离子进行加速,形成等离子体射流,以此推动飞船前进。这个方法将为长期任务提供更高效安全的推进系统。除了用于小行星任务,新的推进系统也将应用于在火星建立基地、向太空发射大量货物等任务中。

目的

为了完成在2020年首次改变小行星轨道的任务,美国宇航局格伦研究中心的工程师将对现有的推进器进行改进。这个任务将对诸如为宇航员进入深空(如火星)而研发的先进太阳能推进系统(SEP)等功能进行测试。

效果

SEP上使用了霍尔推进器,其所耗燃料将不到现有化学火箭的十分之一。在最近的测试中,格伦研究中心喷气推进实验室的工程师利用格伦真空室模拟真实的太空环境,并成功研制出了更高效、更长寿命、更大功率的新型霍尔推进器。电子推进系统主任丹·赫尔曼表示,新型推进器比旧型号的效率提高了50%,功率能达到之前的三倍。

产品介绍

在航天器推进中,霍尔推力器是离子推力器的一种,霍尔推力器有时也称为霍尔效应推力器或霍尔电流推力器。霍尔推力器一般被认为是具有中等比冲(1600s)的空间推进技术。霍尔推力器自1960年代以来在理论和试验研究上取得了很大进步。

霍尔推力器可使用多种推进剂,最常用的是氙,其他推进剂包括氡、氩、铋、碘、镁和锌。

霍尔推力器喷气速度最大可达10-80km/s(比冲1000 - 8000s),但绝大多数型号喷气速度在15-30km/s (比冲1500 - 3000s)。霍尔推力器推力与功率有关。1.35kw的推力器可产生83mN的推力。高功率型号在实验室环境中推力达到了3N。100kW功率量级的氙气霍尔推力器也已得到验证。

霍尔推力器等离子体磁鞘特性

由于霍尔推力器通道壁面表面积与容积比大,等离子体与器壁的相互作用强。等离子体和固体壁面发生作用时会形成等离子体鞘层,鞘层中的高能电子与器壁材料撞击会使得器壁发射出大量的二次电子,二次电子发射直接影响等离子体鞘层特性,进而影响推进器的效率、比冲等性能指标。

随着二次电子发射系数的增加,鞘层器壁电势而升高,鞘层势垒减弱,鞘层厚度减小;磁场大小及方向对推力器磁鞘的影响虽不显著,但从趋势上看磁场大小和方位角越大,鞘层中二次电子密度增加,鞘层电势升高;对于氩和氙二种等离子体,氙等离子体产生的鞘层势垒高,鞘层厚度和粒子密度大。可见,二次电子的磁化导致鞘层电势分布,粒子密度空间分布和壁面二次电子流的改变,而这些变化将直接影响推力器电子传导机制,进而影响推力器的效率。

霍尔推力器变电压下电子能量平衡机制

尽管霍尔推力器具备相对较高的比冲,但是鉴于高比冲带来的航天器的高有效载荷率对于长周期飞行任务的航天器和卫星具有重要意义,因此,随着近年来长寿命卫星平台和深空探测等项目的开展在现有的基础上进一步提高比冲,就成为了霍尔推力器发展的重要趋势。研究表明,提高放电电压能够有效提高霍尔推力器的比冲。

电子能量的平衡过程,可以分为能量获得与能量损失2个部分。在霍尔推力器放电通道内,电磁场对带电粒子产生作用力并驱动粒子发生运动,因此,电磁场是电子能量的来源。同时在运动过程中,电子发生高频率的碰撞(与中性原子的碰撞、与绝缘壁面的碰撞)。对于电子来说,由于其质量相对很小,弹性碰撞后其能量近似不变,但是实际发生的碰撞效应又往往是非弹性的,例如:电子与中性原子的碰撞伴随着电离过程,而电子与绝缘壁面的碰撞又可能造成被壁面吸收或发射出低能量的二次电子等结果,这些非弹性碰撞就造成了电子的能量损失。

电子的能量获得电子进入到霍尔推力器放电通道内的电磁场中,就会从电磁场中获得能量。一般来说,入射电子的能量在1~10eV量级,而如果被壁面吸收,则能量完全损失;如果发生非弹性反射,但是未激发出二次电子,则能量损失的量级与电子原有能量的量级一致或更小;如果发射二次电子,则二次电子能量可以认为是入射能量的1/2或1/3,损失的量级也在1~10eV。

如果忽略微观的回旋效应,电子在通道中的运动可以看作是从通道出口到阳极的定向流动,这个定向流动伴随着上述的能量平衡过程。某点的电子温度实际上是该点到通道出口的轴向区域(即定向流动的“上游区域”)内电子能量获得与损失的结果,与下游的物理过程无关。因此,最大电子温度的影响因素就是最大电子温度点上游区域电子的电场获能和碰撞能量损失。

霍尔推力器寿命实验

霍尔推力器放电室壁面轮廓受等离子体的溅射削蚀直接影响其运行寿命,当埋置于绝缘陶瓷内的磁极由于溅射而裸露出来时,其寿命即宣告终止。实验是考察霍尔推力器寿命的重要方法之一,通常采用多层涂层法、激光测量法、光谱法等,并分为长寿命实验和短寿命实验,前者可以准确获知某台推力器的运行寿命,缺点是实验周期一般都在几千甚至数万小时;短寿命实验周期短、花费少,但能得到的信息有限。

鉴于寿命实验时间长耗资大,于是人们开始将目光投向非直接测量壁面轮廓的渠道,即通过建立合适的数学物理模型计算或通过较易获取的物理量反推,直接或间接得到霍尔推力器放电室轮廓随时间的变化,进而对其寿命进行预估,主要方法分为三类,即简易解析模型法、半经验模型法和数值模拟方法。

发展概况

霍尔推力器研究曾在美国和前苏联独立开展,分别起始于1950年代和1960年代。但是,只在苏联这项研究产生了高效的推进装置,而美国科学家则转为研究离子推力器。

前苏联发展了两类霍尔推力器:(1)宽加速区的稳态等离子体推力器SPT,Fakel设计局研制;(2)窄加速区的阳极层推力器TAL,中央机械研究院研制。

中国

中国电火箭又取得了重大的进步。据报道,中国航天科技集团公司五院502所研制成功磁聚焦霍尔推力器,累计工作达1000小时,关键性能指标达国际一流水平。与此前曾报道持续工作达10000小时的国产离子电火箭相比,霍尔电火箭具有推力更大、小羽流发散角、高比冲、高效率、理论寿命更长的特点,适用于我国后续大型卫星平台对电推进的性能需求,该型火箭将可用于我国未来大型卫星平台。美国、俄罗斯、欧洲在电火箭方面也在积极开展研究,中国在这方面是后起之秀,追赶速度很快。

2022年1月,航天科技集团五院510所大功率霍尔电推进技术获得重大突破,在地面试验中,单通道霍尔推力器(HET-450)以Xe为工质最大功率到105千瓦,最大推力达到4.6牛,以氪为工质最高比冲超过5100秒,标志中国在大功率电推进技术领域内,百千瓦级霍尔推力器性能达到国际先进水平,并实现了单通道霍尔推力器比肩美国多通道X3霍尔推力器(最大功率102千瓦,最大推力5.4牛)的技术水平。 2024年12月,由中国航天科技集团有限公司六院801所研制的国内首款磁阳极霍尔推力器在国际上实现首次飞行应用。

2025年1月14日,中国航天科技集团有限公司宣布,旗下五院510所5颗星上电推进产品完成上电、预处理、初次点火和在轨推力标定后,快速切换到姿轨控推进状态,创造了国内组网卫星电推入轨任务执行的最短时间纪录。作过程中,五院510所研制的300~600瓦功率可调霍尔电推进系统。推力稳定度良好,并成功实施首次紧急避障机动任务。

花本

花本,汉语词语,指将纸面设计的纹样通过经纬线编结工艺转化为织物的模本,其作用原理与现代提花机的纹板相似。 花本通过“挑花结本”技法制作,是连接纹样图纸与织物的桥梁,可分为花样花本和花楼花本。

在苗族织锦中,储存纹样信息的载体被称为“母花本”。

明代宋应星《天工开物》记载了工匠结花本需精密计算丝线分寸。

基本含义

拼音:huā běn,注音:ㄏㄨㄚㄅㄣˇ。花本指织造花色织物时所绘制的织花样稿,即纹样。

古籍记载,凡工匠结花本者,心计最精巧。画师先画何等花色于纸上,结本者以丝线随画量度,算计分寸秒忽而结成之。

花本是将纸面上设计的纹样,过渡到织物上去,再现设计纹稿的“模本”。

工艺原理

花本是将纸面设计的纹样过渡到织物的“模本”。“挑花结本”工序是制作花本的核心,可视为中国最早的“程序控制系统”。

“挑花结本”是以线为材料,把花纹图案色彩转变成程序语言进行储存的创作设计过程。常先绘制意匠图,再根据图样挑花。

其信息编码原理为:经线对应纵格,纬线对应横格;经线在纬线上为有花(类似1),在纬线下为无花(类似0),如同二进制。花本是连接设计与织造的桥梁,织工按花本信息提经织纬即可显花。该原理与现代电力提花机的“纹板”或穿孔纹板相同,是后者的前身。

花本主要分为花样花本和花楼花本两种。花样花本的编结方法是:在一块经纬数量相同的方布上画出准备织造的纹样。花楼花本的编结方法是:把花样花本的经线和花楼上垂下的同量通丝接在一起,将花样过到花楼之上。

该工艺难度极大,对龙袍等高级别妆花织物的挑花结本工艺要求极高,经线密度需达到1800根,工程浩大。

工艺分类

云锦挑花结本包含挑花、倒花、拼花三种工艺,其中挑花是基本工艺,倒花和拼花是辅助工艺。挑花工艺是先将图案纹样绘制成意匠图,再根据意匠图进行挑花,使其更直观精确。倒花是根据已有的花本复制出另一个花本。拼花是把挑花或倒花制成的不完整花本合并成一个完整花本,使之具备上机织造的要求。采用“四方连续、八面接章”的图案构成方法可以节省挑花结本的工序,挑花时只需挑成半个单位的花本,再用倒花复制相同的半个花本,并用筒花将两个半本花本合并成一个完整花本。

主要类型

传统分类包括花样花本和花楼花本。花样花本的编结方法是“在一块经纬数量相同的方布上画出纹样,用新经线、纬线按花纹位置置换原布经纬线”;花楼花本的编结方法是“把花样花本的经线和花楼上垂下的通丝连接,将花样过渡到花楼上”。少数民族地区特有的母花本(又称老母花)是贵州施洞苗族用于储存纹样信息的载体,同时提供纹样‘形’和‘织法’信息;母花本有彩色和素色之分,尺寸与用途不同,彩色母花本用于衣领等小纹样,素色母花本用于围腰等大纹样;其纹样构成特点包括以‘路’为限的秩序、不完整图形的构图智慧、几何纹样的复合构成。

应用

花本是传统提花织造的核心技术,广泛应用于南京云锦、蜀锦、傣族织锦等多种织锦的织造过程。其本质是将设计好的纹样转化为可被织机执行的程序语言,是连接纹样设计与成品织物的关键桥梁。

在蜀锦织造中,花本(挑花结本)是关键的纹样转换工序。蜀锦传承人刘晨曦对古蜀锦纹样进行整理研究和恢复设计,完成了“苏武牧羊”“刘海戏蟾”“天女散花”等经典纹样的挑花结本设计工作。

在云锦,尤其是最高级别的“妆花”织物如龙袍的织造中,挑花结本为不可或缺的关键工艺,必须严格遵循传统手工完成。其工艺难度极高,例如龙袍织造对挑花密度的要求达到1800根,远高于普通织物的100根标准。由于龙袍花本工程浩大,纹样复杂,常需综合运用挑花、倒花、拼花等工艺,并配合倒花、顺花等方法来编结完整的花本。

花本技艺也见于其他民族织锦。例如,云南孟连的傣族织锦非遗传承人安勐,便完整掌握了包括“制花本”在内的一整套傣锦制作工艺。

历史记载

明代宋应星《天工开物·花本》中记载:“凡工匠结花本者,心计最精巧。画师先画何等花色于纸上,结本者以丝线随画量度,算计分寸秒忽而结成之,张悬花楼之上。”

花本也是古代纺织工匠的一项重要贡献,其作用原理与现代电力提花机上的“纹板”完全相同,被视为中国最早的“程序控制系统”之一。

花本技艺在蜀锦、云锦、苗族织锦、傣族织锦等不同地区和工艺中得到传承与应用。

现代意义

花本工艺,特别是其核心工序“挑花结本”,被认为是中国最早的“程序控制系统”,它利用“结绳记事”原理,将花纹图案的色彩和结构信息转化为由经纬线构成的“模本”。在这一系统中,经线浮于纬线之上记为“有花”,沉于纬线之下记为“无花”,其原理类似于二进制中的0和1,实现了信息的数字化编码与存储。从技术原理上看,花本的作用与现代电力提花机上的“纹板”完全相同,是现代提花技术中程序控制装置的前身。这种通过线性材料记录和传递复杂图案信息的思想对后世纺织机械产生了影响,后来出现的法国雅卡尔提花机及现在世界各国通用的龙头机,其基本构造与中国传统花机相同,虽将实体花本改进为穿孔纹版,但其核心的控制原理依然未变。

相关研究

根据谭晓宁2023年的研究,贵州施洞苗族母花本是储存纹样信息、指导织造的载体,并作为一种集体记忆图式,是区分族群边界与规范族群秩序的符号,其纹样构成以“路”为界形成秩序,包含不完整图形和几何纹样的复合构成,与苗族历史、身份认同及社会秩序紧密相关。

2024年的研究探讨了施洞苗绣图案母花本在国潮服饰设计中的应用,认为母花本是苗绣图案的“灵魂源泉”,并提出了应用价值、设计原则与转化方法,通过“绣源”系列国潮服饰等案例进行了验证。

花楼机

花楼机是中国古代束综提花织机的代表,通过线制花本储存提花程序,以衢线牵引经丝开口实现复杂花纹织造,需挽花工与织花工双人协作完成操作。其技术源于汉代多综多蹑机,汉宣帝时期(公元前73~49年)河北巨鹿陈宝光妻率先使用120综、120蹑机型,三国时期马钧改进提花机,将原需50-60蹑的机器简化为12蹑。

提花技术萌芽于商周时期,战国时期至汉代的提花机逐渐成熟。该机型在唐代以前以多综多蹑机为主,唐代后束综提花机逐渐普及,东汉技术趋于成熟。唐宋时期进一步完善定型,南宋《耕织图》、明代《天工开物》均记载其成熟结构。明清时期大花楼机可织造十余米花纹循环的高阶织物。现存清代蜀锦花楼机长6米、高5米,由成都蜀锦织绣博物馆收藏,可实际演示织造。2013年成都老官山汉墓出土的西汉提花机模型是迄今发现最早的提花机实物,印证了其技术传承关系。2014年,国家文物局“指南针计划”专项立项,尝试复原汉代勾综式提花机,后中国丝绸博物馆使用复原织机复制了“五星出东方利中国”织锦。

基本含义

花楼机是中国古代束综提花织机的代表,通过线制花本储存提花程序,以衢线牵引经丝开口实现复杂花纹织造,需挽花工与织花工双人协作完成操作。其核心花本装置是按照设计图案,使成千上万根经线有规律地交互上下提综,几十种纬线有次序地横穿排列,形成一套花纹记忆存储程序,蕴含二进制思想。织造时需双人协作,一人(挽花工)坐在花楼上,根据花本提拉经线形成开口;另一人(织花工)在机下投梭、打纬。

花楼机可分为小花楼织机和大花楼织机。大花楼机是束综提花机中最高级、最复杂的一类,可织造花纹循环极大的织物(如龙袍)。

发展历程

提花技术萌芽于商周时期,战国至汉代逐渐成熟。东汉王逸《机妇赋》已有对提花机的描述。汉宣帝时(公元前73~49年),河北钜鹿陈宝光妻使用了120综、120蹑的多综多蹑机。

三国时期,机械制造家马钧将原需50-60蹑的提花机简化为12蹑,大幅提升了织造效率。

唐宋时期,提花机进一步发展,可织出更复杂的纹样,如唐代的“陵阳公样”。束综提花机在唐代出现并普及,宋代进一步完善定型,南宋《耕织图》有相关记载。

元代,棉纺织家黄道婆将提花技术应用于棉布纺织,推动了江南棉纺织业的发展。

明代宋应星在《天工开物》中详细记载了花楼机的结构与全图。明清时期,大花楼机达到发展顶峰,可织造花纹循环达十余米的高阶织物,如龙袍。

花楼机技术经丝绸之路西传。18世纪末,法国人贾卡受其启发,发明了用穿孔纹版控制提花的纹版提花机,实现了提花的半自动化,其自动化思想为现代计算机编程提供了雏形。

基本特征

花楼机机身庞大,例如现存清代蜀锦花楼机长6米、高5米,大花楼木织机长5.6米、宽1.4米、高4米,由1924个构件组成。最显著特征是拥有高大的“花楼”束综提花装置。

花楼机的核心技术为“挑花结本”技术,通过线制花本储存提花程序。花本是程序化纹样模板,类似现代的打孔卡。织造时需双人协作,一人为挽花工,坐在花楼之上,按花本提拉脚子线以控制经线升降形成梭口;另一人为织花工,在机下脚踏地综,投梭引纬、打纬。

相比多综多蹑织机,花楼机通过花本可单独控制每根经线,突破了综片数的限制。能够织造花纹循环极大、图案极其复杂的织物,如龙袍等高级丝织品,循环可达10米以上。

工艺复杂,需要挽花工与织花工高度默契配合,效率较低,一天仅能织造5-8厘米,故有“寸锦寸金”之说。

应用

花楼机在古代主要用于织造高级丝织品,尤其用于织造蜀锦、南京云锦等名锦。

其应用包括皇家服饰及奢华织物,如明清时期的龙袍、官服,采用“通经断纬”的织造工艺。

现代,花楼机作为非物质文化遗产得到活态传承,在成都蜀锦织绣博物馆等机构保存并用于技艺展示。中国丝绸博物馆的专家使用复原的织机复制了“五星出东方利中国”锦。

部分现代改进型,如电动铁织机,也在使用。

影响

花楼机作为中国古代织造技术最高成就的代表,其影响体现在多个维度。

花楼机代表了中国古代织造技术的最高成就,是机械自动化思想的早期体现;马克思在《资本论》中指出“提花机是蒸汽机发明前最复杂的机器”。

其“花本”程序化控制思想直接启发了19世纪初法国贾卡发明的穿孔纹版提花机,后者被视为现代计算机编程的雏形;提花机因符合图灵模型,被视为现代计算机鼻祖。

花楼机的出现标志着纬锦的诞生。纬锦的确立与发展,不仅是织锦品种的重大变革,更标志着织锦技术的跨越性发展。这一技术变革对后世提花织物的影响极其深刻。

以花楼机为核心技艺的“蜀锦织造技艺”、“南京云锦织造技艺”已被列入联合国人类非物质文化遗产名录。

花楼机推动了古代丝绸纺织业的发展,提高了纺织生产的效率和质量,促进了相关技艺的传承与交流。

相关研究

花楼机作为中国古代织造技术的杰出代表,其相关研究主要集中在考古发现、现代复原工作以及历史文献与分类研究三个方面。

其中,最重要的考古发现是2013年成都老官山汉墓出土的4部竹木构造的西汉织机模型。这是我国首次发现的完整的西汉时期织机模型,也是迄今发现的全球最早、最完整的提花机实物,填补了世界纺织史的空白,并印证了成都作为丝绸之路南起点的历史地位。

基于老官山汉墓的出土成果,研究取得了实质性进展。2014年,国家文物局“指南针计划”专项立项,尝试以此为基础复原汉代勾综式提花机。中国丝绸博物馆的专家使用复原的织机,成功复制出“五星出东方利中国”汉代织锦,实现了“汉机织汉锦”。

在历史文献与机型分类研究方面,除《天工开物》外,南宋《耕织图》等古籍也记载了花楼机的结构。现代学者根据文献与实物,将其进一步分类为小花楼织机与大花楼织机。小花楼织机最早见于南宋《蚕织图》记载;而唐代开始出现的大花楼织机,因其花本可循环拉出,能够织造花纹循环极大的织物,代表了古代提花技术的顶峰。

雅卡尔提花机

雅卡尔提花机(Jacquard machine)是由法国人Joseph Marie Jacquard于1801年发明、1804年获得专利的织布装置。该机器通过预先打孔的卡片控制梭子运动,当梭子移动至卡片孔位时,机械装置将触发对应编织动作,精准控制纱线颜色与编织方式。孔位对应编织指令的设计使复杂图案的自动化编织成为可能,织布速度相较手工提花机提升25倍。

雅卡尔提花机的打孔卡片技术被公认为早期计算机编程的雏形。现代雅卡尔提花机采用微电脑系统取代传统打孔卡片,并配合CAD/CAM系统进行数字化设计。

设备开发

19世纪早期的法国里昂是世界闻名的丝织之都。里昂的丝织工人们织出的丝绸锦缎图案绚丽,精美绝伦,被人们视为珍品,然而他们使用的工具却是质量低劣、效率低下的老式手工提花机。这种机器需要有人站在上面,费力地一根一根地将丝线提起、放下,才能织出精细复杂的丝绸,就好像演员在操纵牵线木偶。这种繁琐的劳动随着1804年雅卡尔提花机的发明发生了改变。

为此,热衷于科技和工业的法国皇帝拿破仑特别嘉奖了发明者雅卡尔,并且允许他从每一台投入生产的雅卡尔提花机利润中抽取专利税。

雅卡尔的打孔卡片不只为丝织业带来革命,也为人类从此打开了一扇信息控制的大门。

1836年,雅卡尔去世两年之后,计算机科学先驱、著名的英国数学家查尔斯·巴比奇制造了一台木齿铁轮计算机,用来计算很多数学难题,并利用雅卡尔打孔卡片的原理为这台计算机编程。当时巴比奇的女友称这台木齿铁轮计算机就如同提花机织布一样,在编织代数模型。虽然他没有使用语言编程(一个世纪以后才正式出现),但是巴比奇毕竟提出了为计算机编程的思想,这一理念启发了20世纪的计算机科学家们。人们因此将巴比奇称为计算机的鼻祖。

我们再看另一条脉络。19世纪末,美国统计学家赫尔曼·霍尔瑞斯借鉴雅卡尔的打孔卡片发明了一种特殊的机器,供户口调查员处理数据。在19世纪的最后几十年里,美国的人口出现了爆炸性的增长,人口普查变得越来越难以操作,要想对一次人口普查的数据进行加工和处理,至少要花上十年的时间。

这部被霍尔瑞斯称为“制表机” 的机器大大提高了人口数据处理的速度。制表机的原理与雅卡尔提花机很接近,它在卡片上打出一系列的小孔,代表每一个家庭的每一位公民,不同的孔包含不同的信息。只要运用得当,制表机每小时可以处理几万张卡片。大名鼎鼎的IBM公司就是1924年靠销售这种机器起家的。

技术发展

在IBM公司创办的头30年,它靠着“制表机”获得了大量利润。20世纪40年代,IBM开始制造计算机,计算机的时代到来了,不过那时候的计算机没有放弃类似于雅卡尔提花机上的那种打孔卡片,还在利用它编程。这种状况一直延续到20世纪80年代后期,打孔卡片最终被电子媒介——磁带和光盘所取代。

看到这里,也许我们可以说,计算机不过是一台极其高级的织布机而已。这是多么令人惊奇的事情,我们视为尖端科技的计算机,竟与织布机血脉相连。当你使用计算机的时候,本质上你也是在以光速做着编织工作。

结构性重演在技术史上不断发生。2020年代,以AI为代表的新技术革命,其核心结构与雅卡尔提花机带来的变革类似。AI将能力基建化,大幅降低了执行成本。这使得技术演进的核心价值从掌握执行手艺向定义问题和方向判断的能力迁移。

滴漏

滴漏是中国古代利用水流规律制成的计时工具,又称刻漏,最早可追溯至公元前1400年。初期通过容器蓄水、孔洞滴漏的方式划分时辰,后发展为多级漏壶系统,以浮箭随水位变化指示时间刻度。相传由黄帝臣子创制,帮助先民摆脱依赖日升日落的模糊计时方式。

滴漏早期为单级漏壶构造,西汉时期出现底部设出水管、浮箭刻度的青铜漏壶,但因水压变化导致精度受限。元代改进为四壶联动的多级滴漏,分层恒定水量使误差降至昼夜40秒内,其中延祐三年(1316年)铸造的铜壶滴漏重约1400斤,含日、月、星、受水四壶,连续使用近700年。清代受西方影响将传统百刻制改为96刻,形成与现代分钟对应的计时单位。

基本含义

滴漏是中国古代利用水流规律制成的计时工具,又称刻漏、漏壶、水钟。

其基本工作原理是通过容器蓄水、孔洞滴漏,以浮箭随水位变化指示时间刻度。

根据工作原理,主要分为泄水型和受水型。泄水型通过观察漏壶内水位下降时箭尺下沉的刻度计时;受水型则通过观察受水壶内水位上升时箭尺上浮的刻度计时。

发展历程

漏刻在中国起源很早,据《隋书·天文志》记载“昔黄帝创观漏水,制器取则,以分昼夜”。南北朝《漏刻经》记载“漏刻之作,盖肇于轩辕之日,宣乎夏商之代”,说明漏刻起源于黄帝时代,夏商时期得到了发展。据《周礼》记载,西周时已有专门掌管漏壶计时的官员“挈壶氏”。

迄今发现最早的漏壶实物属于汉代,如西汉的“中阳铜漏”,铸造于河平二年(公元前27年),是泄水型沉箭式漏壶。其壶身呈圆筒形,下有三足,有出水管,壶盖与提梁有孔用以插浮箭。早期单级泄水型漏壶存在因壶内水位变化导致水压不均、滴水速度不稳定的问题,影响计时精度。

为解决单壶水流不匀的问题,古人创制了多级漏壶。东汉科学家张衡记载了二级漏壶的使用。晋代孙绰的《漏铭》最早记载了三级漏壶。唐代吕才创制了四级漏壶,进一步提高了计时精度。多级漏壶通过上下串联,使最下方泄水壶的水位保持相对稳定,从而获得更均匀的流速。

现存最著名的成组漏壶是元代铸造的铜壶滴漏(公元1316年),通高264.4厘米,由日壶、月壶、星壶、受水壶四级组成。这套漏壶从制成后一直使用到清末,历时近700年。后人复原实验表明,其在理想状态下,一昼夜24小时的误差不大于40秒。清代宫廷也制造和使用大型铜壶滴漏,如乾隆十年(1745年)制造、陈设于紫禁城交泰殿的漏刻。

在计时制度上,中国古代长期使用“百刻制”(一昼夜100刻,一刻约合14.4分钟)。明末清初,随着西方机械钟表传入,为与一日24小时制相对应,百刻制逐渐演变为“九十六刻制”(一小时四刻,一刻15分钟),此制亦体现在清代某些漏壶的箭尺刻度上。

基本特征

滴漏又称漏刻、铜壶滴漏,是一种利用均匀水流导致的水位变化来显示时间的等时性计时工具。其基本结构包括壶身、出水管、浮箭(刻有时刻标记的箭杆)、刻度、提梁等部件,材质多为青铜。

漏壶主要分为泄水型(沉箭式)和受水型(浮箭式)两种基本类型。泄水型漏壶的水从壶底侧面的出水管流出,壶内浮箭随水面下降指示时间;受水型漏壶的水则以恒定流量注入受水壶,浮箭随水面上升指示时间。

为提高计时精度,古人从单级漏壶发展出多级漏壶系统(如二级、三级、四级漏壶)。通过上下串联多个漏壶,使最下方的受水壶其上方的一只泄水壶因为有同样速率的来水补充,壶内液位基本保持恒定,从而获得稳定的水流。水管采用“渴乌”(虹吸)原理,此外还有在壶内壁加装云母片等方式调节水流量。

在计时单位上,中国古代长期使用百刻制,即一昼夜分为100刻,一刻相当于现代的14.4分钟。后与十二时辰制并用,夜间辅以“更”制。清代受西方影响将传统百刻制改为96刻,形成与现代分钟对应的计时单位,即一昼夜96刻,一刻等于15分钟。

应用

滴漏作为中国古代主要的计时仪器,其应用广泛。在宫廷中,滴漏不仅是计时工具,也是重要的礼器。紫禁城交泰殿内陈设有乾隆十年(1745年)制造的铜壶滴漏,作为皇家计时与礼仪陈设的重要组成部分,后因年久失修且计时不便而被废置。

滴漏是古代城市公共报时系统的核心。北京鼓楼曾使用由天池、平水、万分三级漏壶组成的刻漏进行计时和报更,通过铙神击铙报刻。宁波(明州)鼓楼在宋代亦设有刻漏,时任鄞县知县的王安石曾为其撰写《新刻漏铭》。

在军事、天文观测等需要精确计时的领域,滴漏亦有重要应用。单级漏壶因器形小巧便于携带,常被用于行军计时。同时,漏刻也是古代天文学家进行天文观测时不可或缺的计时工具。

影响

滴漏塑造了中国传统时间单位体系,现代将15分钟称为一刻钟起源于漏刻计时。直到明末清初,西方机械钟表传入后,中国改用一天24小时计时法,百刻制演变为九十六刻制,一小时内分为四刻,一刻15分钟,与世界通用计时法一致。

漏壶在文学作品中成为意象,如杜甫、崔液、王安石的诗句。王安石为宁波鼓楼刻漏撰写《新刻漏铭》。

宋代燕肃莲花漏的发明,标志中国漏刻发展史上首次采用漫流系统。沈括上《浑仪》《浮漏》《景表》三议,体现了传统天文仪器理论与技术的新进展,朝廷采用其说。 在交泰殿中同时陈设着中西两种计时工具,东次间设置中国传统的铜壶滴漏。清末,大自鸣钟早已是和铜壶滴漏分列交泰殿东西两侧的重要礼器。

水运仪象台

水运仪象台是北宋元祐年间在汴京(今河南开封)建成的大型水力机械天文台,由苏颂主持、韩公廉等设计制造,集“观测天体—演示天象—自动报时”于一体,常被称为世界上较早的“天文钟”之一。

一、基本概况与背景

  • 主持与设计:苏颂(1020—1101,时任吏部尚书/后续受命研制)总其事,韩公廉通数学机械,先写《九章勾股测验浑天书》并做木样机轮;另有太史局人员、工匠参与。
  • 时间线:元丰八年/元祐初苏颂受命检校旧仪,元祐元年(1086)酝酿,1087年获批造器,元祐三年(1088)起正式建造,元祐七年(1092)在汴京落成;宋哲宗赐名“水运仪象台”。
  • 体量:按《新仪象法要》宋尺,高约3丈5尺6寸余(约12米),宽约2丈1尺(约7米),木构为主、铜件齿轮为辅,下宽上窄如三层楼台;同安复制品资料称总重二十多吨。
  • 技术源流:继承张衡漏水浑天、一行/梁令瓒水运浑天、北宋张思训自动报时等,并把民间水车、筒车、桔槔、凸轮、天平杆原理组合进去。

二、三层结构分别干什么

上层:浑仪+活动屋顶

露天平台放浑仪,用龙柱/水槽定水平;屋顶是木板“板屋”,可开合——观测时掀开,雨雪防尘时闭合。这是古代天文台活动观测室的重要尝试,常被比作现代天文圆顶雏形。

浑仪为多重环组,内层四游仪带望筒,可通过“天运单环”等传动随枢轮慢转,使望筒近似跟踪天体,原理类似后来转仪钟。

中层:浑象(密室天球)

封闭无窗密室放铜制/木制天球,刻二十八宿、黄道、赤道、日月位置;水力驱动一昼夜约转一周,演示星辰东升西落和季节位移。人可进密室看“内部天球”,也可外看全球。

下层:动力+五层报时木阁

后半是漏壶、提水、枢轮、齿轮、天柱;前半是面南五层木阁,木人按刻、时、更、点出没。整体“以水激轮,轮转则仪象皆动”。

三、动力与“天衡”擒纵(最核心)

  1. 稳水来源:天池壶→平水壶二级(或多级)漏壶,靠溢流/泄水保持平水壶水位恒定,出水流量稳定,不靠自然水压忽大忽小。
  2. 枢轮受水:原动轮“枢轮”直径约1丈1尺(宋尺),木辐72根,挟36个水斗,轮缘有铁拨子;平水壶把水按等时注入某一水斗,水满增重。
  3. 天衡系统卡节奏:枢轮上方有一组杠杆——格叉、关舌、天条、天衡、天关、天权、左右天锁等。水斗未满时被锁住不转;水满→格叉下倾→铁拨子拨动关舌→拉天衡→天关抬起→左天锁放开→枢轮在偏重水斗拉动下转一格(一斗);转完后天关落下、左天锁再锁,右天锁防回弹。如此“一斗一卡”,把连续流水变成等时间歇步进。
    • 这套机构功能接近近代机械钟的擒纵机构,但形态是杠杆+水斗,不是后来欧洲锚式擒纵;李约瑟等将其视为中世纪天文钟/机械钟的重要先驱。
  4. 传动到全台:枢轮轴经地毂等齿轮接“天柱”(立轴);天柱上、中、下分设齿轮——
    • 上轮/天运机构→驱动上层浑仪随天慢转;
    • 中轮→驱动中层浑象约一日一周;
    • 下轮/报时齿轮系→驱动五层木阁、昼夜机轮、牌位、钟鼓铃钲。
    • 部分环节用链传动/绳索配合,解决多层、立轴、不同转速比。

简单说:漏壶给“等时水量”→水斗给“等时力矩”→天衡把“连续转”切成“按步转”→天柱齿轮把“一步”分配成浑仪慢跟、浑象日转、木阁报时。

四、报时木阁怎么运行

五层木阁用木人+乐器+牌示,典型配置(不同复原方案细节略有差异):

  • 第一层/时初时正:红衣木人摇铃、紫衣木人叩钟、绿衣木人击鼓,分别报时辰开始、时辰正中、刻钟;
  • 第二层/牌示:木人持“时辰牌”出门,显示当前时辰;
  • 第三层/刻:按刻击鼓或出人;
  • 第四、五层/夜更:击钲报更、持更点牌,兼顾昏旦、夜漏。全台木人总数有“162个”的复原说法,属于理想化全配置,不是每座复制品都能全跑。

五、《新仪象法要》与复原、存毁

  • 文献:苏颂后撰《新仪象法要》,附机械图(通行说约27幅总图/分图,部分版本图更多),写浑仪、浑象、水运机构、齿轮、报时木阁尺寸与装法,是后世唯一系统复原依据。
  • 原物结局:约1092年成台,1127靖康之变后被金军拆运燕京(今北京),因纬度不同、工匠缺失难以校准;金贞祐二年(1214)迁都汴京时弃置,最终毁于战乱。南宋多次想重造,因核心机械失传未成。
  • 现代复原:
    • 1958年王振铎做1:5模型;
    • 厦门同安苏颂公园1:1可运转仿制(2011前后);
    • 台湾、日本精工各有1:1/模型,日本复制品常引“最古老天文钟”展示;
    • 开封博物馆用3D/1:1数字与室内复原展示,清华科学博物馆推进全尺寸可运转复原(计划2027左右)。

六、历史地位(去绝对化说)

它的重要性不在“单点发明”,而在系统整合:

  • 观测端用活动屋顶+可跟踪浑仪;
  • 演示端用浑象自动日转;
  • 时间端用漏壶稳流+水斗枢轮+天衡擒纵;
  • 输出端正点木人钟鼓铃牌、夜间更点;
  • 全部由一套水力立轴齿轮联动。

因此科技史通常把它定位为:11世纪大型机械天文钟的集大成者、擒纵等时控制的重要早期实例、古代“观测—演示—报时”一体化天文台范例。和欧洲14世纪机械塔钟、17世纪天文转仪钟相比,路径不同,但等时控制与自动报时思想高度可比。

神舟飞船

神舟飞船(英文:Shenzhou Crewed Spacecraft)是中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载人飞船。

神舟飞船是采用三舱一段结构,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成,由13个分系统组成。神舟飞船与国际第三代飞船相比,具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空,发射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的乌兰察布市四子王旗航天着陆场和东风着陆场。

2024年10月29日消息,经任务总指挥部决定,执行神舟十九号载人飞行任务的航天员乘组由蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名航天员组成,蔡旭哲担任指令长;同日,新华社消息,2025年,中国载人航天工程计划实施神舟二十号、神舟二十一号、天舟九号3次飞行任务;10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

2026年5月12日,中国载人航天工程办公室正式发布神舟二十三号载人飞行任务标识。5月24日23时08分,搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。5月29日,神舟二十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。

研制历程

历史背景

美苏竞争

20世纪60年代人类载人航天活动就是从载人天地往返运输系统的研制与试验开始的。在太空竞赛时期,苏联和美国分别研制了三个系列的载人飞船,即东方号、上升号、联盟号和水星号、双子星号、阿波罗号。联盟号飞船经过不断改进,仍作为天地往返运输工具在使用。美国研制并使用了航天飞机,未来各航天大国还将研制新一代载人飞船。

1961年4月,苏联航天员尤里·加加林乘坐东方一号飞船飞上太空,宣告了人类载人航天时代的到来。虽然加加林乘坐东方一号飞船仅环绕地球飞行一周,却完整地验证了天地往返运输系统发射入轨、在轨运行、生命保障、测控通信、安全返回所需要的关键技术,证明了人类有能力实现可靠的天地往返。

美国的第一代载人飞船是在苏联取得巨大成就的情况下奋起直追的产物。1961年5月5日,艾伦B·谢泼德乘坐水星3号,成为美国第一位乘坐飞船升空的人,到达186千米的高空。之后乘坐水星4号的格里索姆也采用了亚轨道飞行方式。在水星4号任务之后,因为有了更大的宇宙神运载火箭,美国才得以将水星号飞船送入环绕地球的轨道。1962年2月20日,约翰·格伦乘坐水星6号飞船绕地球飞行3圈,成为美国第一个进入地球轨道的人。此后的3次水星号飞行任务均取得了成功。

东方号飞船和水星号飞船的飞行,是人类初次进入太空的尝试,回答了“人能否进入太空”的问题,其最大意义在于开创了载人航天的新纪元。

中国探索

早在1958年,中国科学院就开始了载人航天的规划工作。1961年4月,苏联人加加林首次进入太空,中科院通过举办星际航行座谈会探讨载人航天问题。

1965年,在研究第一颗人造卫星及航天发展计划时,载人飞船名列其中。同年8月9-10日由周恩来主持的中央专委会议曾原则通过同意在1979年发射第一艘载人飞船的规划设想。

1966年,中央专委进一步要求着手研制宇宙飞船。

1967年9月,王希季和第八设计院进行了一种载1人飞船的总体方案论证。10月,中央专委将飞船命名为曙光一号。当年年底,八院先后完成了可载1名、2名、3名和5名航天员的四种方案的论证。

1968年4月1日,航天医学工程研究所(507所)成立,开始了航天员的选拔工作。

1970年7月14日,毛泽东圈阅了曙光一号飞船航天员选拔报告。因此,中国第一个载人航天计划就被称为“714”计划。

1970年11月27日,国防科委提交《关于研制载人飞船、通信卫星、导弹卫星的请示报告》,提出曙光一号飞船由两名航天员驾驶,最长飞行时间为8天,争取1973年发射无人飞船,1974年发射载人飞船。

1971年4月,载人航天工程方案论证会召开,提出的方案为载2人双舱式,构型类似于美国的双子座号。方案论证会后,由于政治形势的变化,加之反对之声不断,曙光一号研制出现了极大困难。

1974年10月23日,国防科委、七机部联合向中央军委、中央专委报告,提出曙光号飞船研制工作应暂缓。周恩来曾就中国载人航天问题讲了几条原则:不与苏美搞太空竞赛,要搞好国家建设急需的应用卫星。技术力量贮备不足,加之航天任务调整到以应用卫星为主的规划上来,载人航天计划自此停止了探索工作。

曙光一号飞船研制虽然停止了,还是取得了一些技术方面的进展,包括高空生物实验、航天员选拔、航天医学以及实验设备研制。1970年6~7月,首批20名航天员选拔工作结束。而后开展了大量医学试验与测试。通过曙光一号飞船的预研,培养了一批从事飞船设计的技术专家,对飞船结构、材料、防热、试验、航天员食品以及专用设备设计也积累了不少经验。

20世纪70年代,由于种种原因,中国第一个载人航天计划“曙光一号”仅维持5年便告终止。

工程立项

1986年11月,中国国家出台“863”计划,航天技术是七大领域的第二个领域,其中包括两个主题:大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用。在载人航天发展技术途径以及天地往返运输系统的选择上,出现了完全不同的观点。美国航天飞机研制成功,许多国家都在积极探讨研制航天飞机甚至空天飞机问题。在此背景下,中国航空航天界也在研究、规划新时期载人航天发展和采取何种天地往返运输系统问题。

1986年4月,航天领域专家组在京成立,在中国载人航天如何起步问题上,存在着明显不同的意见。飞船方案抑或和航天飞机方案的论证和争论持续了3年。最后,科学家们达成共识,即以载人飞船研制起步,为最后决策提供了重要依据。

1991年1月7日,为了推动载人飞船工程立项,航空航天工业部成立“载人航天联合论证组”,提出了载人飞船工程总体方案和飞船工程的技术指标和技术要求。同年6月底,中国空间技术研究院载人飞船工程总体论证组完成载人飞船工程技术方案的论证工作,并将论证报告于6月30日上报给航空航天工业部。随即,中央专委听取了航天领域专家委员会《关于发展中国载人航天的意见》和国防科工委《关于发展中国载人航天及其应用的意见》的汇报。1991年12月31日,论证结果上报航空航天工业部。

1992年1月8日,李鹏同志主持中央专委会议,听取载人航天工程可行性论证的汇报。会议认为,从政治、经济、科技、军事等诸方面考虑,中国发展载人航天技术是必要的。同年8月1日,中央同意《载人飞船技术经济可行性论证报告》,认为:“载人航天是航天技术的重要组成部分,也是当今世界高科技的一个重要发展领域。为了增强综合国力和国防实力,促进科技进步,培养壮大科技队伍,提高国家威望,增强民族自豪感和凝聚力,中国必须在这一领域占有一席之地。中国载人航天的发展设想是可行的。”

1992年9月21日,江泽民主持召开中央政治局扩大会议,听取了论证报告和技术方案、经费估算和组织实施办法的汇报。经讨论,一致同意批准中国载人航天工程开始实施。由于中央专委批准日期是1992年1月,中央政治局扩大会议批准日期又是当年的9月21日,所以中国载人航天工程便被命名为921工程。

发展战略

1992年9月,中央决策实施载人航天工程,并确定了中国载人航天“三步走”的发展战略:

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、空间飞行器的交会对接技术,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。

研制进程

1992年11月,中国空间技术研究院建立了载人飞船系统两师系统,戚发轫任首任总设计师,汪国林任首任行政总指挥。

1993年12月,载人飞船系统的方案论证工作完成,飞船13个分系统也完成了方案论证。

1994年,中国载人飞船被命名为神舟号。

921工程是中国载人航天大系统的总称。除了神舟号飞船系统外,还包括航天员系统、有效载荷系统、运载火箭系统、发射系统、测控系统和返回着陆系统,共计七大系统。由于载人航天专业涉及面广、产品要求复杂、参加研制单位多、工程覆盖地区广,为了很好协调各系统研制,中国载人航天工程也设立了两师系统,王永志任首任工程总设计师、丁衡高上将任首任总指挥。

1995年,神舟飞船完成了总体技术方案的设计工作。

1998年,研制单位完成了火箭-飞船-发射场的合练、零高度状态下的逃逸救生飞行试验等重大试验工作。随后,飞船系统转入正样研制阶段。

1992年,长征二号F运载火箭作为神舟飞船的发射工具开始研制。长征二号F是在长征二号E火箭基础上增加了2个新系统,即逃逸系统和故障检测处理系统。长征二号F火箭全长58.343米,起飞质量479.8吨,起飞推力604.4吨,芯级直径3.35米,助推器直径2.25米。火箭的近地轨道运载能力约为8吨。它是中国第一种高可靠、高安全、高质量的载人飞船发射工具,元器件可靠性提高到99%。长征二号F火箭经过8年旨在提高可靠性、安全性的设计工作之后,其性能稳定性、可靠性水平已超过普通用于商用卫星发射的运载火箭。经过适应性修改的长征二号F可以将近地轨道运载能力提高到11.2吨,通过调整助推器、上面级的组合能适应不同有效载荷的需要。经过适当的改进,它还可以用于开展月球探测或星际探索任务。

系统组成

神舟载人飞船工程分为载人飞船工程大系统和载人飞船系统两个层次。

载人飞船工程大系统由载人飞船系统、运载火箭系统、航天员系统、应用系统、发射场系统、测控与通信系统和着陆场系统共7个系统组成;

神舟载人飞船系统是前述7个系统之一,由结构与机构、环境控制与生命保障、热控制、制导导航与控制、推进、测控与通信、数据管理、电源、返回着陆、逃逸救生、仪表与照明、有效载荷、乘员共13个分系统组成。13个分系统是神舟飞船上为完成某一特定功能的仪器、设备或部件的组合。它们涉及物理(机、电、光、热)、化学、生物、天文、医学和环境等数十个学科领域。

神舟飞船系统结构由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成。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。神舟飞船三舱总长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。

轨道舱

神舟飞船的轨道舱是一个圆柱体,总长度为2.8米,最大直径2.27米,一端与返回舱相通,另一端与空间对接机构连接。轨道舱被称为“多功能厅”,因为几名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外,其它时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉和清洁等诸多功能于一体。

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板翼,每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米,轨道舱自由飞行时,可以由它提供0.5千瓦以上的电力。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,不过,该舱门的最大直径仅65厘米,只有身体灵巧、受过专门训练的人,才能进出自由。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。

返回舱返回后,轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室,它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色,俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后,一般是废弃不用的。作为航天员的“太空卧室”,轨道舱的环境很舒适,舱内温度一般在17至25摄氏度之间。

返回舱

神舟飞船返回舱又称座舱,长2.00米,直径2.40米(不包括防热层)。它是航天员的“驾驶室”,是航天员往返太空时乘坐的舱段,为密闭结构,前端有舱门。

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,显示飞船上各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。神舟号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,该底座重量轻便,且十分坚固,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。

返回舱是航天员往返太空的“驾驶室”,内设可供航天员斜躺的座椅,供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。返回舱位于飞船中部,外形呈倒椎体钟形,它的侧壁开设了两个窗口供航天员观测外部环境,方便航天员驾驶飞船。与其他舱段不同的是返回舱外表面有烧蚀式防热层包裹,并装有主降落伞和备份降落伞,能在返回过程有效保护舱体和航天员。

推进舱

神舟飞船推进舱长3.05米,直径2.50米,底部直径2.80米,舱呈圆柱形,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,除去三角部分,太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来,产生的电力将三倍于俄罗斯联盟号飞船,平均1.5千瓦以上。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外,它还可以绕连接点转动,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,免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动,可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。

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又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器,说它们小是和主推进器比,与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

推进舱又叫仪器舱或设备舱,是飞船姿态和轨道的“调整器”,能够为飞船提供动力,使飞船能够自如地调整飞行姿态轨道。

附加段

神舟飞船附加段也叫过渡段,是为将来与另一艘飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前,他也可以安装各种仪器用于空间探测。附加段存在于早期的神舟飞船上,主要用来完成与其他空间飞行器交会对接前的技术测试与验证工作。后期作为交会对接机构的安装位使用,此外也能够安装其他仪器进行空间探测。

从神舟七号飞船开始附加段被正式的空间对接机构所取代。

神舟飞船分舱段进行设计,主要是为了减少飞船返回部分的体积和重量。返回舱作为返回地面的舱段,装载着航天员和需带回地面的设备仪器;轨道舱则继续留在轨道工作,装载需留在轨道上完成特定工作的设备;推进舱中装入任务用过后不需要的部分,一同烧毁在大气层。通过减少飞船返回的舱段,可大大降低飞船返回的技术难度,此外飞船分舱设计的优势还在于,若飞船某舱段发生故障,不会影响其他舱段的正常工作,提高了飞船的安全性。

三种状态

神舟飞船先后有三种技术状态,以适应不同阶段的任务变化:

一是初期试验技术状态,神舟五号、六号载人飞船采用这种技术状态,特点是轨道舱上也装有一对太阳电池翼,返回舱返回地面后,轨道舱可留轨利用半年。

二是出舱活动试验技术状态,神舟七号载人飞船采用这种技术状态,特点是轨道舱取消了太阳电池翼,不留轨利用,并且具有气闸舱的功能,增加了扶手,用于航天员空间出舱活动。

三是天地往返运输器技术状态,特点是轨道舱不仅不留轨利用,前端还增装了交会对接装置,神舟八号以后的载人飞船都采用该种技术状态,用于为“天宫”提供载人天地往返运输服务。

第一阶段发射

神舟一号到神舟四号飞船不载人飞行试验,全面考核了运载火箭的性能与可靠性、飞船的安全和可靠性、地面测试发控系统的适应性以及其他各大系统的可靠性。

神舟一号

基本信息

  • 发射时间:1999年11月20日06时30分
  • 发射火箭:长征二号F捆绑式火箭。
  • 飞船进入轨道飞行时间:火箭起飞约10分钟,飞船与火箭分离,进入预定轨道。
  • 返回时间:1999年11月21日03时41分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古自治区中部地区
  • 飞行时间/圈数:21小时11分/14圈

技术创新

首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试,整体垂直运输至发射场,并进行远距离测试发射控制的新模式。中国在原有航天测控网的基础上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。

搭载物品包括:一是旗类,中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等;二是各种邮票及纪念封;三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子,此外还有甘草、板蓝根等中药材。

任务意义

世界各国评论高度评价中国实施载人航天工程的第一次飞行试验,称其标志着中国航天事业迈出了重要步伐,对突破载人航天技术具有重要意义。

神舟一号是神舟飞船的原型机,其发射、回收成功,验证了中国载人航天工程全系统和飞船系统的可靠性。神舟一号是中国第一艘无人试验飞船,该次任务是中国载人航天工程的首次飞行,是中国航天史上的重要里程碑。

神舟二号

基本信息

  • 发射时间:2001年01月10日01时00分
  • 发射火箭:新型长征二号F捆绑式火箭,此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行,也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:飞船起飞十三分钟后,进入预定轨道。
  • 返回时间:2001年01月16日19时22分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古自治区中部地区
  • 飞行时间/圈数:6天零18小时22分/108圈

试验项目

中国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成。与神舟一号试验飞船相比,神舟二号飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍,中国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,其中包括:进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长、蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长、还有植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。

任务意义

神舟二号航天飞船发射返回,是中国载人航天工程的第二次飞行试验,标志着中国载人航天事业取得了新的进展,向实现载人航天飞行迈出了重要的一步。

神舟三号

基本信息

  • 发射时间:2002年03月25日22时15分
  • 发射火箭:长征二号F捆绑式火箭
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空10分钟后,飞船成功进入预定轨道。
  • 返回时间:2002年04月01日16时54分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古自治区中部地区
  • 飞行时间/圈数:6天零18小时39分/108圈.

技术创新

神舟飞船进行空间试验的有效载荷公用设备十项,44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。

神舟三号飞船中安装了模拟人及人体代谢模拟装置、医监设备和舱内辐射环境监测设备等,并进行了相应试验。

任务意义

神舟三号飞船是一艘正样无人飞船,飞船技术状态与载人状态完全一致。与神舟二号飞船飞行试验相比,主要是增加了逃逸和应急救生功能。飞船具备待发段和上升段应急救生功能,完善了备份伞子系统;运载火箭具备了故障检测和逃逸功能,控制分系统采用了冗余技术。

飞船在轨飞行期间,各分系统和有效载荷性能稳定,运行良好,取得了大量宝贵的飞行试验和科学实验数据,完成了预定试验任务。其中,飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常,验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统,证明这套系统完全能满足载人的医学要求。飞船轨道舱继续在轨运行,并进行多光谱对地遥感观测和地球环境监测等空间科学和应用试验。

神舟三号飞船的成功发射和返回,表明中国载人航天工程技术日臻成熟,为最终实现载人飞行打下坚实基础;同时也表明中国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段。

神舟四号

基本信息

  • 发射时间:2002年12月30日00时40分
  • 发射火箭:长征二号F捆绑式火箭,此次是长征系列运载火箭的第69次飞行。
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:火箭点火升空十几分钟后,飞船成功进入预定轨道
  • 返回时间:2003年01月05日19时16分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古自治区中部地区
  • 飞行时间/圈数:6天零18小时36分/108圈

搭载物品

神舟四号搭载除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外,其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行,一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞,另一对是植物细胞“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说,在微重力条件下,细胞在融合液中的重力沉降现象将消失,更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”,此项研究将为空间制药探索新方法。

任务意义

神舟四号飞船是中国载人航天工程第三艘正样无人飞船,除没有载人外,技术状态与载人飞船完全一致。在这次飞行中,载人航天应用系统、航天员系统、飞船环境控制与生命保障分系统全面参加了试验,先后在太空进行了对地观测、材料科学、生命科学试验及空间天文和空间环境探测等研究项目;预备航天员在发射前也进入飞船进行了实际体验。飞船在轨飞行期间,船上各种仪器设备性能稳定,工作正常,取得了大量宝贵的飞行试验数据和科学资料。

神舟五号

在载人航天工程七大系统都得到充分检验并证明达到预期目标的情况下,以神舟五号发射代表着中国载人航天飞行活动正式开始。

基本信息

  • 发射时间:2003年10月15日09时整
  • 发射火箭:新型二号F捆绑式火箭
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:09时10分,船箭分离,神舟五号载人飞船准确进入预定轨道。
  • 返回时间:2003年10月16日06时28分
  • 尺寸、重量:神舟载人飞船全长8.86米,最大处直径2.8米,总重量达到7790千克。
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗北部红格尔苏木草场。
  • 飞行时间/圈数:21小时28分/14圈。
  • 航天员:杨利伟

搭载物品

除了中国飞天第一人杨利伟外,神舟五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会旗、一面联合国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。

试验项目

神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务,可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。

首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式,一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后,航天员也能通过逃逸火箭而脱离险境。

任务意义

神舟五号飞船是神舟飞船的发展改进型号。从1999年到2003年,中国先后成功地发射了四艘无人飞船和一艘载人飞船,突破了载人飞船再入升力控制、应急救生、软着陆、GNC故障诊断、舱段间分离、防热等13项关键技术。作为中国高技术领域的跨世纪工程,神舟飞船总体性能优越,达到了20世纪90年代国际先进水平。

神舟五号飞船发射成功、返回准确着陆,实际着陆点与理论着陆点相差4.8公里。返回舱完好无损。航天英雄杨利伟自主出舱。中国首次载人航天飞行成功。从此,中国成为世界上第三个独立掌握载人航天飞行技术的国家。

神舟六号

基本信息

  • 发射时间:2005年10月12日09时整
  • 发射火箭:新型长征二号F捆绑式火箭
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:584秒
  • 返回时间:2005年10月17日04时32分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:四子王旗草原
  • 飞行时间/圈数:115小时32分钟/77圈
  • 航天员:费俊龙、聂海胜
  • 指令长:费俊龙

搭载物品

共有8类64种搭载物品,其中包括香港金利来、谢氏集团等知名企业标识,搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。在开舱仪式现场,6位特殊的“乘客”有机会精彩亮相,它们分别是极地考察时使用过的中国国旗、国际奥委会会旗五环旗、上海世博会会旗、《申报》百年的纪念特刊、书画作品《六骏图》和10幅少先队员太空画作品。神舟六号返回舱搭载的物品还有“我给神舟六号航天员写封信征文活动”特等奖作文、共和国元帅特种邮票和神舟六号个性化邮票等邮品以及书画名家的作品等。

技术提升

首先中国在新材料领域所取得的进步上,有2000多种是来自航天领域;其次是电信领域,这方面有硬件设备的进步,也有软件领域的进步,比如编码技术就确保了话音质量和图像的清晰度;第三是图像技术,这些技术可以用于军事领域,也可以用于民用领域;第四是特种食品,航天员的食品研制非常复杂;第五是特种纺织材料,航天服是一个系统,更是高科技的结晶;第六是电子控制系统的进步,飞船是涉及各种复杂子系统的复杂系统,所有系统均需要有电子控制系统进行控制;第七是生物医学体系的进步,载人航天与无人航天有本质上的差异,系统复杂性和可靠性大为不同,神舟六号的成功,表明中国的相关生物医学已经有了巨大的进步。

神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200千米,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343千米的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。

由于此次飞行没有交会对接任务,神舟六号飞船取消了用于这项功能的附加段。

神舟六号飞船与神舟五号相比,新增加了40余台设备和6个软件,使飞船的设备达到600余台,软件82个,元器件10万余件,做出了四个方面110项技术改进。主要有:围绕两人多天任务的改进:食品柜得到真正使用,通过水箱和软包装两种方式准备了航天员用水。轨道舱功能使用方面的改进:放置了食品加热装置和餐具等;轨道舱中挂有一个睡袋,供航天员轮流休息用;大小便收集装置首次使用。提高航天员安全性的改进:对航天员的座椅缓冲器进行重新设计,使返回前航天员能看到舷窗外情况;研制成功返回舱与轨道舱间的舱门密闭快速自动检测装置。持续性改进:数据记录仪存储量比原来大100倍,且数据写入和读出速度也提高了10倍以上,体积却不到原来的一半。

任务意义

2005年10月17日4时33分,神舟六号返回舱成功返回,费俊龙、聂海胜向控制中心报平安。半小时后,搜救直升机首先发现返回舱,实际着陆地点较预计相差仅1千米。

神舟六号飞行任务的成功,标志着实现了中国载人航天工程第一步“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”的任务目标。

第二阶段发射

神舟七号

基本信息

  • 发射时间:2008年09月25日21时10分
  • 发射火箭:新型长征二号F捆绑式火箭
  • 飞船进入轨道所需飞行时间:584秒
  • 返回时间:2008年09月28日17时40分
  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 着陆地点:内蒙古中部
  • 飞行时间/圈数:68小时30分钟/45圈
  • 航天员:翟志刚、刘伯明、景海鹏
  • 指令长:翟志刚

飞行任务

神舟七号载人飞船飞行任务的主要目的是实施中国航天员首次空间出舱活动,突破和掌握出舱活动相关技术,同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。飞船运行期间,1名航天员着中国的飞天舱外航天服出舱进行舱外活动,回收在舱外装载的试验样品装置。

2008年9月27日16时41分00秒,在刘伯明与景海鹏的相互帮助下,翟志刚出舱作业,实现了中国历史上第一次的太空漫步,令中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。

技术创新

神舟七号和神舟六号不同的是,神舟七号飞船在研制上的关键点是舱外航天服和气闸舱。因为神舟七号将实现太空行走,航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境,气闸舱和舱外航天服扮演了重要的角色。

“神七”必须在神舟六号的基础上解决两个比较大的问题。出舱得具备这几个条件。飞船上要有一个气闸舱,人穿好航天服进去,把门关上,把外面的门打开出去。假如没有气闸舱,那么一打开门气就放光了,因此要有一个气闸舱。

神舟七号攻克气闸舱等核心技术难关,太空行走对航天员的考核要求更加高。由于航天服内的压力比正常情况下低,有可能会使人体组织内的氮气释放,在血管内形成气栓,导致减压病。因此航天员在穿好航天服以后,必须在气闸舱内充分吸氧,协助工作的航天员回到内舱(即返回舱),关闭内舱门,然后气闸舱开始泄压到真空,与飞船外的真空状态保持一致,此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时,还要对航天服进行一定的减压,再对气闸舱充气。

任务意义

神舟七号飞船实现了“准确入轨、正常运行,出舱活动、安全健康返回”的要求,实现了突破和掌握出舱活动技术的任务目标,并取得了中继试验和卫星伴飞的成功,是中国载人航天事业发展史上的又一里程碑,是中国空间技术发展的又一次跨越。从神舟七号开始,神舟飞船前期型号上的附加段,被正式的空间对接机构所取代。

神舟八号

基本信息

  • 发射时间:2011年11月01日05时58分
  • 返回时间:2011年11月17日19点32分
  • 主要任务:与天宫一号空间自动对接

神舟八号无人飞船,是中国“神舟”系列飞船的第八艘飞船,发射升空后2天,“神八”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后,神舟八号飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验,这标志着中国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。2011年11月16日18时30分,神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离,返回舱于11月17日19时许返回地面。神舟八号是中国神舟系列飞船的第八个,简称神八,飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。神舟八号为改进型飞船,全长9米,最大直径2.8米,起飞质量8082千克。神舟八号飞船进行了较大的技术改进,全船一共有600多台套的设备,一半以上发生了技术状态的变化,在这中间,新研制的设备、新增加的设备就占了15%。神舟八号与天宫一号对接,成为一座小型空间站。

技术提升

神舟八号沿用了神舟系列飞船的返回舱、推进舱和轨道舱三舱结构,增加了交会对接测量设备。作为目标追踪器的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现刚性连接,形成组合体,中国首次空间交会对接试验获得成功,突破了除天地往返、出舱活动技术之外的第三项载人航天基础性技术。

跟随神舟八号飞船一同前往太空的,还有两名各重75千克的模拟“航天员”,按真实飞行状态穿着舱内航天服,服装上安装有生理信号测试盒,能模拟产生心电、呼吸、体温、血压等生理信号。在载人飞行中,这四大生理指标密切关系航天员飞行时的身体健康,需要实时监测,供地面医监医生分析。

由于神舟八号飞行任务不载人,地面科研人员利用飞船返回舱有限的宝贵资源继续开展空间科学实验。空间应用系统在神舟八号飞行任务中主要承担了三项任务:开展中德合作空间生命科学实验、发布空间环境预报和警报,以及为空间科学实验提供飞行试验支持和保障。其中,神舟八号携德国生物医学实验装置SIMBOX,在太空进行了17项生物和医学方面的实验。这是中国载人航天工程在空间科学实验领域首次开展的国际合作项目,为未来开展更为广泛的国际合作积累了经验。

飞船结构

神舟八号飞船为三舱结构,由轨道舱、返回舱和推进舱组成。飞船轨道舱前端安装自动式对接机构,具备自动和手动交会对接与分离功能。神舟八号将基本成为中国的标准型空间渡船,未来实现批量生产。该飞船具备了自动和手动交会对接功能,为此新增加和改进了一些设备。新研制了异体同构周边式构型和多种交会对接测量设备,用于交会对接自主控制的飞行软件、控制软件,也是全新设计和研发的。为了满足交会对接的任务,飞船上增加配置了平移和反推发动机。同时,航天员的手动控制设备也进行了改进。

神舟八号飞船在前期具备57天自主飞行的能力基础上,已具备停靠180天的能力。神舟八号飞船电源帆板因为采用了新的太阳电池片,发电能力提高了50%。飞船的降落伞系统和着陆缓冲系统也进行了技术上的改进,提高了使用的可靠性。

任务意义

神舟八号是神舟飞船的正式定型型号。神八的成功发射并与天宫一号实现对接,使中国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家,标志着中国已经初步掌握自动空间交会对接技术,拥有建设简易空间实验室,即短期无人照料的空间站的能力。

神舟九号

基本信息

  • 发射地点:酒泉卫星发射中心
  • 发射时间:2012年06月16日18时37分
  • 航天员:景海鹏、刘旺、刘洋(女)
  • 指令长:景海鹏
  • 手动对接航天员:刘旺

神舟九号飞船是中国航天计划中的一艘载人宇宙飞船,是神舟号系列飞船之一。神九是中国第一个宇宙实验室项目921-2计划的组成部分,天宫与神九载人交会对接将为中国航天史上掀开极具突破性的一章。中国计划2020年中国将建成自己的太空家园,中国空间站届时将成为世界仅有在轨的空间站。2012年6月16日18时37分,神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行,14时左右与天宫一号实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。

组合体飞行期间,由目标飞行器负责飞行控制,飞船处于停靠状态。3名航天员在飞船轨道舱内就餐,在天宫一号内进行科学实验、技术试验、锻炼和休息。

航天员手控交会对接的主要过程是:3名航天员返回飞船,依次关闭各舱段舱门。飞船自主撤离至距目标飞行器约400米处,然后自主控制接近目标飞行器,在140米处停泊,转由航天员手动控制。航天员通过操作姿态和平移控制手柄,瞄准目标飞行器十字靶标,控制飞船逐步接近目标飞行器,至对接机构接触,完成手控交会对接。3名航天员再次进入天宫一号驻留。

飞船返回前,3名航天员返回飞船返回舱。两飞行器分离,航天员手动控制飞船撤离至140米处,飞船转为自主控制,继续撤离至5公里外安全距离。之后,飞船返回着陆场,地面人员及时完成航天员搜救和返回舱回收;目标飞行器变轨至370千米自主飞行轨道,转入长期在轨运行。

任务意义

神舟九号载人飞船与天宫一号目标飞行器交会对接,是中国首次载人交会对接试验;首次验证了手控交会对接技术,航天员刘旺打出了漂亮的太空“十环”,进一步验证了自动交会对接技术。

神舟十号

基本信息

中国的第十艘太空飞船,也是中国第五艘载人飞船,与天宫一号进行交会对接成功,标志着中国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术。将对后续的天宫二号即第二代空间实验室的建设打下坚实的基础。

  • 高度:约9米
  • 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06月11日17时38分
  • 返回时间:2013年06月26日08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
  • 航天员:聂海胜、张晓光、王亚平(女)
  • 指令长:聂海胜
  • 手动对接航天员:聂海胜
  • 太空授课主讲:王亚平
  • 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。

主要任务

第一,发射神舟十号飞船,为天宫一号目标飞行器在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务;

第二,考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力,及航天员执行飞行任务能力;

第三,首次开展中国航天员太空授课活动;

第四,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。

任务意义

神舟十号载人飞船作为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,在为期15天的太空飞行中,飞行乘组3名航天员按预定计划,完成进驻天宫一号、飞船与天宫一号自动和手控交会对接、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。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,中国载人航天工程战略“三步走”第二步第一阶段任务结束,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。

神舟十一号

基本信息

中国的第十一艘太空飞船,也是中国第六艘载人飞船,已与天宫二号进行交会对接,中国已经基本掌握了空间飞行器交会对接技术。

  • 发射地点:中国酒泉卫星发射中心
  • 发射时间:2016年10月17日07时30分
  • 返回时间:2016年11月18日13时33分
  • 着陆地点:内蒙古乌兰察布四子王旗阿木古郎草原
  • 任务实施:有两名航天员同时升空,
  • 任务时间:进行航天员在太空中期驻留试验,驻留时间将首次长达30天
  • 航天员:景海鹏、陈冬
  • 指令长:景海鹏

主要任务

神舟十一号飞船入轨后,2天内完成与天宫二号的自动交会对接,形成组合体,航天员进驻天宫二号,组合体在轨飞行30天。期间,2名航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活,按计划开展有关科学实验。完成组合体飞行后,神舟十一号撤离天宫二号,并于1天内返回至着陆场,天宫二号转入独立运行模式。

任务意义

神舟十一号飞船进行航天员在太空中期驻留试验,为了更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟十一号载人飞船与天宫二号空间实验室交会对接,完成航天员中期驻留,考核了面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术。

神舟十二号

基本信息

  • 发射时间:2021年6月17日09时22分
  • 返回时间:2021年9月17日13时34分
  • 航天员:聂海胜、刘伯明、汤洪波
  • 指令长:聂海胜

神舟十二号载人飞行任务是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务,也是空间站阶段首次载人飞行任务。

2021年6月15日,神舟十二号载人飞行任务标识正式发布。

2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得成功。

2021年6月17日15时54分,神舟十二号载人飞船入轨后完成入轨状态设置,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。

2021年9月17日13时34分,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,执行飞行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波安全出舱,身体状态良好,空间站阶段首次载人飞行任务取得成功。此次是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。

主要任务

根据任务安排,神舟十二号飞行中,航天员乘组将在轨完成四个方面的主要工作:

一是要开展核心舱组合体的日常管理。包括天和核心舱在轨测试、再生生保系统验证、机械臂测试与操作训练,以及物资与废弃物管理等。

二是要开展出舱活动及舱外作业。包括舱外服在轨转移、组装、测试,进行两次出舱活动,开展舱外工具箱的组装、全景摄像机抬升和扩展泵组的安装等工作。

三是要开展空间科学实验和技术试验。进行空间应用任务实验设备的组装和测试,按程序开展空间应用、航天医学领域等实(试)验,以及有关科普教育活动。

四是要进行航天员自身的健康管理。按计划开展日常的生活照料、身体锻炼,定期监测、维持与评估自身健康状态。

任务意义

神舟十二号飞船执行中国空间站建造阶段的首次载人飞行任务。神舟十二号的成功发射,意味着中国第一座自主研发的空间站开始进入一个全新的篇章,开始验证解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。首次启用载人飞船应急救援任务模式外,神舟十二号还进一步验证载人天地往返运输系统的功能性能,全面验证航天员长期驻留保障技术,在轨验证航天员与机械臂共同完成出舱活动及舱外操作的能力,首次检验东风着陆场的搜索回收能力。

神舟十三号

基本信息

2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空。

2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭点火发射,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射成功。

神舟十三号由翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员执行飞行任务,翟志刚担任指令长。

主要任务

神舟十三号航天员在轨飞行期间,先后进行了2次出舱活动,开展了手控遥操作交会对接、机械臂辅助舱段转位等多项科学技术实(试)验,验证了航天员长期驻留保障、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等关键技术。利用任务间隙,航天员还进行了2次“天宫课堂”太空授课,以及一系列别具特色的科普教育和文化传播活动。

任务意义

神舟十三号载人飞行任务的成功,标志着空间站关键技术验证阶段任务完成,中国空间站即将进入建造阶段。神舟十三号首次实施并实现快速返回,进一步提升航天员舒适性及任务实施效率;全面验证载人飞船功能、性能,进一步检验面向空间站应用与发展任务阶段的标准天地往返运输系统的可靠性安全性,建立了高密度发射任务下的多艘载人飞船并行研制、发射、停靠、返回及在轨管理体系。

第三阶段发射

神舟十四号

基本信息

2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约577秒后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得成功。

陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员执行神舟十四号载人飞行任务,由陈冬担任指令长。

主要任务

  1. 配合问天实验舱、梦天实验舱与核心舱的交会对接和转位,完成中国空间站在轨组装建造
  2. 完成空间站舱内外设备及空间应用任务相关设施设备的安装和调试
  3. 开展空间科学实验与技术试验
  4. 进行日常维护维修等相关工作

神舟十四号乘组将配合地面完成空间站组装建设工作,从单舱组合体飞行逐步建成三舱组合体飞行状态,在这期间要经历9种组合体构型、5次交会对接、3次分离撤离和2次转位任务;他们将首次进驻问天实验舱和梦天实验舱,建立载人环境;配合地面开展两舱组合体、三舱组合体、大小机械臂测试,气闸舱出舱相关功能测试等工作;将首次利用气闸舱实施出舱活动;完成问天实验舱和梦天实验舱14个机柜解锁、安装等工作。开展高微柜悬浮实验系统柜内磁悬浮实验、高微柜悬浮实验系统柜内喷气悬浮实验、无容器柜材料科学实验、医学样本处理和分析项目等。

出差十天。2022年6月16日,3名航天员已出差十天,在太空中做的主要工作:建立驻留环境、微生物采样工作、设备安装、调试及维修、开展空间科学实验与技术试验。

任务意义

神舟十四号载人飞船是中国空间站进入建造阶段的首发载人飞船,也是神舟十三号的应急救援飞船,于2021年进驻酒泉卫星发射中心,首次创造了待命长达7个月的纪录。进入空间站时代,无论是长二F运载火箭,还是神舟载人飞船均采用“滚动待命”策略,在前一发载人飞船发射时,后一发载人飞船在发射场待命,并具备8.5天应急发射能力以实现太空救援的能力。所以,在神舟十四号发射之前,神舟十五号也已经在酒泉卫星发射中心做好了准备。

北京时间2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲身体状态良好,神舟十四号载人飞行任务取得成功。

19时20分,北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟十四号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。此后,飞船返回制动发动机点火,返回舱与推进舱分离。返回舱成功着陆后,担负搜救回收任务的搜救分队及时发现目标并抵达着陆现场。返回舱舱门打开后,医监医保人员确认航天员身体健康。

神舟十四号载人飞船于2022年6月5日从酒泉卫星发射中心发射升空,随后与天和核心舱对接形成组合体。3名航天员在轨驻留6个月期间,先后进行3次出舱活动,完成空间站舱内外设备及空间应用任务相关设施设备的安装和调试,开展一系列空间科学实验与技术试验,在轨迎接2个空间站舱段、1艘载人飞船、1艘货运飞船的来访,与地面配合完成了中国空间站“T”字基本构型组装建造,与神舟十五号航天员首次完成在轨交接班,见证了货运飞船与空间站交会对接最快世界纪录等众多历史性时刻,并利用任务间隙,进行了1次“天宫课堂”太空授课,以及一系列别具特色的科普教育和文化传播活动。陈冬成为中国首个在轨驻留时间超过200天的航天员。

2022年12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,执行飞行任务的航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲安全出舱,身体状态良好,神舟十四号载人飞行任务取得成功。飞行乘组在空间站组合体工作生活了183天,见证并推动中国人的太空家园“越建越大”,推动中国空间站完成建造并转入在轨运营阶段。

神舟十五号

基本信息

神舟十五号飞行乘组由3名航天员组成,与神舟十四号航天员在轨轮换后,在轨驻留6个月。届时,神舟十四号、神舟十五号两个乘组6名航天员将在太空“会师”,并共同在轨工作一周左右时间。

2022年11月28日,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室主任助理季启明宣布,神舟十五号飞行乘组由航天员费俊龙、邓清明和张陆组成,费俊龙担任指令长。

北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得成功。

北京时间2022年11月30日5时42分,神舟十五号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。

北京时间2022年11月30日7时33分,神舟十五号3名航天员进驻中国空间站,两个航天员乘组首次实现“太空会师”。随后,“胜利会师”的两个航天员乘组,一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。

2023年2月10日0时16分,经过约7小时的出舱活动,神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆密切协同,完成出舱活动全部既定任务。航天员费俊龙、航天员张陆已安全返回问天实验舱,出舱活动取得成功。

主要任务

神舟十五号飞行乘组计划实施数次出舱活动任务,进行舱内载荷设备组装、测试和调试工作,操控机械臂实施舱外载荷安装;对三舱三船最大构型组合体进行运行管理和维护。

返回着陆

北京时间2023年6月4日6时33分,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员费俊龙、邓清明、张陆身体状态良好,神舟十五号载人飞行任务取得成功。

神舟十六号

2022年12月,神舟十六号飞船已经在发射场完成了总装测试工作,进入应急救援待命状态。

2023年5月18日,根据中国载人航天官网公布的2023年度载人航天任务基本情况,神舟十六号载人飞船将于五月发射。届时,神十五和神十六两个乘组六名航天员将会师空间站,也将是中国空间站的第二次两个乘组在轨交接。5月22日,神舟十六号船箭组合体转运至发射区。

2023年5月29日,经空间站应用与发展阶段飞行任务总指挥部研究决定,神十六瞄准30日9时31分发射。神舟十六号飞行乘组由航天员景海鹏、朱杨柱和桂海潮组成,景海鹏担任指令长。

2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。神舟十六号飞行乘组由航天员景海鹏、朱杨柱和桂海潮组成,景海鹏担任指令长。

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2023年10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮身体健康状况良好,神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。

神舟十七号

2022年12月,神舟十七号的总装测试工作正在进行中。

2023年10月,神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射,飞行乘组由3名航天员组成,神舟十七号飞船将对接于空间站核心舱前向端口,形成三舱三船组合体。北京时间2023年10月26日8时24分,神舟十七号载人飞行任务航天员乘组出征仪式在酒泉卫星发射中心问天阁圆梦园广场举行。8时26分,中国载人航天工程总指挥、空间站应用与发展阶段飞行任务总指挥部总指挥长许学强下达“出发”命令,汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员领命出征。

北京时间2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十七号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

2024年4月30日18时,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十七号航天员乘组成功出舱,航天员汤洪波、唐胜杰、江新林身体状态良好,神舟十七号载人飞行任务取得成功。

神舟十八号

2022年12月,神舟十八号的总装测试工作正在进行中。

2023年11月,长征二号F遥十九运载火箭全面进入总装状态。该发“神箭”将在2024年执行神舟载人飞船发射任务。11月19日,中国载人航天工程办公室发布2024年度神舟十八号载人飞行任务标识。

2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射取得成功。2024年4月26日05时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组打开舱门,迎接神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。北京时间2024年11月1日,神舟十八号、神舟十九号航天员乘组进行交接仪式。神舟十八号航天员乘组已完成全部既定任务。着陆场及各参试系统正在紧锣密鼓做好迎接航天员回家的各项准备。2024年11月4日01时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场医监医保人员确认航天员叶光富、李聪、李广苏身体状态良好,神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功。

神舟十九号

2023年11月19日,中国载人航天工程办公室发布2024年度神舟十九号载人飞行任务标识。

2024年10月消息,按计划安排,我国于10月底发射神十九载人飞船。根据任务计划,10月22日下午,神舟十九号船箭组合体在酒泉卫星发射中心进行垂直转运。

据中国载人航天工程办公室介绍,2024年10月22日下午,神舟十九号载人飞船与长征二号F遥十九运载火箭组合体已转运至发射区。

2024年10月29日,据中国载人航天工程办公室消息,经任务总指挥部决定,执行神舟十九号载人飞行任务的航天员乘组由蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名航天员组成,蔡旭哲担任指令长。航天员蔡旭哲执行过神舟十四号载人飞行任务;宋令东和王浩泽均为我国第三批航天员,两人都是“90后”,都是首次执行飞行任务;同日,3名航天员将在酒泉卫星发射中心问天阁与中外媒体记者集体见面。同日,神舟十九号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开,发言人介绍,按计划,神舟十九号载人飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式,约6.5小时后对接于天和核心舱前向端口,形成三船三舱组合体。在轨驻留期间,神舟十九号航天员乘组将迎来天舟八号货运飞船和神舟二十号载人飞船的来访,计划于明年4月下旬或5月上旬返回东风着陆场。

2024年10月30日4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽身体状态良好,神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。

北京时间2025年4月30日14时02分,神舟十九号航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽全部安全顺利出舱,健康状态良好。至此,神舟十九号航天员乘组的太空之旅圆满结束,航天员蔡旭哲重返“天宫”的圆梦征程完美收官,成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员。两名“90后”航天员宋令东、王浩泽的首飞之旅圆满完成。

神舟二十号

2024年10月29日,新华社消息,2025年,中国载人航天工程计划实施神舟二十号飞行任务。

2025年4月23日,神舟二十号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。发言人介绍,经任务总指挥部研究决定,瞄准北京时间4月24日17时17分发射神舟二十号载人飞船。航天员乘组由陈冬、陈中瑞、王杰3名航天员组成,陈冬担任指令长。发言人介绍,按计划,神舟二十号载人飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式,约6.5小时后对接于天和核心舱径向端口,形成三船三舱组合体。在轨驻留期间,神舟二十号航天员乘组将迎来天舟九号货运飞船和神舟二十一号载人飞船的来访,计划于2025年10月下旬返回东风着陆场。

北京时间2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟二十号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道。航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。

2025年11月5日消息,神舟二十号载人飞船疑似遭空间微小碎片撞击,正在进行影响分析和风险评估。原计划11月5日实施的神舟二十号返回任务推迟进行。

2025年11月14日11时14分,神舟二十一号载人飞船与空间站组合体成功分离。后续,神舟二十一号载人飞船返回舱在地面指令控制下择机再入返回,航天员陈冬、陈中瑞、王杰踏上回家之旅。经综合评估,神舟二十号载人飞船返回舱舷窗玻璃出现细微裂纹,最大可能是受空间碎片外部冲击导致,不满足载人安全返回的放行条件,继续留轨开展相关试验。11月14日,陈冬、陈中瑞、王杰全部顺利出舱。

神舟二十一号

2024年10月29日,新华社消息,2025年,中国载人航天工程计划实施神舟二十一号飞行任务。

2025年10月30日,神舟二十一号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。经任务总指挥部研究决定,瞄准北京时间10月31日23时44分发射神舟二十一号载人飞船。10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。神舟二十一号载人飞船入轨后,于北京时间2025年11月1日3时22分,成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约3.5小时,创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。11月1日4时58分,在轨执行任务的神舟二十号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站,这是中国航天史上第7次“太空会师”。16时40分,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。搜救分队及时发现目标并抵达着陆现场。返回舱舱门打开后,医监医保人员现场确认神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰身体状态良好。神舟二十号乘组3名航天员在轨驻留204天,刷新了中国航天员单个乘组在轨驻留时间最长纪录,期间完成了4次出舱活动和多次货物进出舱任务,在地面科研人员密切配合下,完成了涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学、航天技术等领域的大量空间科学实(试)验。

神舟二十二号

2025年11月15日,据央视军事消息,神舟二十号乘组已平安返回地球,根据计划安排,后续将择机发射神舟二十二号飞船。据介绍,目前已启动神舟二十二号飞船的发射任务,飞船将满载货物上行,其中包括航天员的食品还有空间站的设施设备。

2025年11月24日,据中国载人航天工程办公室消息,目前,长征二号F遥二十二运载火箭已完成推进剂加注,计划于北京时间2025年11月25日,在我国酒泉卫星发射中心发射神舟二十二号飞船。同日,中国载人航天工程办公室正式发布本次飞行任务标识。神舟二十二号飞行任务标识融合了中国航天元素与传统文化符号,标识以长城图案为基底,体现对航天员生命安全的庄严承诺;弓箭造型与长征二号F运载火箭、神舟飞船构成视觉主体,展现“蓄势待发”的力量感与“使命必达”的坚定信念;二十二支利箭环绕四周,精准呼应任务编号。色彩体系中,蓝色诠释航天科技底蕴,红色代表使命担当,橙色彰显应急救援的迅捷特性。整体设计既延续中国航天标识的美学传承,又创新融入应急救援要素,完美诠释了“以航天力量守护生命安全”的核心价值,展现了中国航天的技术实力与人文关怀。

北京时间2025年11月25日12时11分,搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。飞船入轨后,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。神舟二十二号飞船为无人状态,装载了航天食品、航天药品、新鲜果蔬、针对神舟二十号飞船舷窗裂纹的处置装置,以及空间站所需的备品备件等。这次任务是中国载人航天工程立项实施以来的第38次发射任务和长征系列运载火箭的第610次飞行,也是中国载人航天工程第1次应急发射任务。

2026年5月29日,神舟二十二号载人飞船与中国空间站组合体成功分离。出差太空200余天的神舟二十一号航天员张陆、武飞、张洪章即将踏上回家之旅。5月29日19时20分,北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟二十二号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。之后,飞船返回制动发动机点火,返回舱与推进舱分离,返回舱在东风着陆场成功着陆,担负搜救回收任务的搜救分队及时发现目标并抵达着陆现场。返回舱舱门打开后,现场医监医保人员确认航天员张陆、武飞、张洪章身体状态良好,任务取得圆满成功。5月29日20时59分,神舟二十一号航天员张陆、武飞、张洪章全部安全顺利出舱,健康状态良好。至此,神舟二十一号航天员乘组的太空之旅圆满结束,航天员张陆是目前执行出舱任务次数最多的航天员。航天员武飞、张洪章的首飞之旅圆满完成。

神舟二十三号

2026年将组织实施神舟二十三号等4次飞行任务。2026年1月消息,接替承担滚动备份任务的神舟二十三号飞船已运抵酒泉卫星发射中心,长征二号F遥二十三运载火箭即将出厂启运。

2026年5月12日,中国载人航天工程办公室正式发布神舟二十三号载人飞行任务标识。

标识采用圆形设计,展现了神舟二十三号载人飞船即将与中国空间站对接的场景,彰显了中国载人航天的硬核科技实力。

标识中三颗五角星对应执行任务的三位航天员;左侧以长征二号F运载火箭发射为视觉主体,搭配金色祥云、如意纹样,将传统吉祥元素与现代航天科技相融,寄托任务圆满成功的美好祝愿,彰显传统文化与航天事业的深度融合;右侧融合“飞天”形象与灵动飘带,线条昂扬向上,与圆形轮廓相得益彰,以经典文化符号承载中华民族千年飞天梦想与探索苍穹的坚定信念。

标识色彩以科技蓝为主色调,象征着太空探索与科技突破;以中国红点缀,既传承神舟系列标识视觉基因,也寓意着任务顺利、一往无前。

2026年5月16日,神舟二十三号载人飞船与长征二号F遥二十三运载火箭组合体已转运至发射区。计划近日择机实施发射。

2026年5月月22日,神舟二十三号载人飞船发射任务组织全区合练。发射任务各系统已完成相关功能检查,并做好发射前各项准备工作。在第四批航天员选拔中,首次选拔了香港航天员,公开信息中其为一位女性载荷专家,曾是一名警队出身的总督察。香港各界表示,对以多种方式深度参与、服务国家航天事业深感自豪。

2026年5月23日,神舟二十三号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。发言人介绍,经研究决定,瞄准北京时间5月24日23时08分发射神舟二十三号载人飞船。5月24日23时08分,搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F遥二十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。飞船入轨后,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接,神舟二十三号航天员乘组将与神舟二十一号航天员乘组进行在轨轮换。在空间站驻留期间,神舟二十三号航天员乘组将在空间生命与人体研究、微重力物理科学、空间新技术等领域开展多项实(试)验与应用,进行多次出舱活动,完成舱内外设备安装、调试、维护维修等任务。此次任务是工程进入空间站应用与发展阶段的第7次载人飞行任务,也是工程立项实施以来的第40次发射任务。截至目前,我国已有30名航天员、47人次进入太空执行飞行任务。此次任务也是长征系列运载火箭第644次飞行、神舟飞船第23次飞行。

神舟二十四号

2026年将组织实施神舟二十四号等4次飞行任务。

技术创新

新型热控

在空间站建造阶段,神舟飞船会被其他舱体持续遮挡,长时间无法被太阳照射,最低温度甚至低于零下100摄氏度。有时局部区域又会持续受到太阳辐照,最高温度超过100摄氏度。针对外部极端的高低温环境带来的严峻考验,科研团队利用宇宙空间以热辐射为主要热量传导方式的特点,为空间站建造阶段的神舟飞船“家族”设计并研制了一款神奇的控温“外衣”──低吸收,低发射型热控涂层。

低吸收,顾名思义就是涂层材料自身具有较低的太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照导致的温度升高。低发射,则指涂层具有较低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射漏热,避免舱内温度不断降低。

这件黑科技“外衣”性能此前已在神舟十三号飞船上进行了验证。在超过200摄氏度的大温差与长期低温、强辐射的空间环境中,飞船的舱内环境温度能够始终控制在18至26摄氏度,经受住了长达半年的在轨考验。神舟十四号载人飞船再次身着新型热控涂层“外衣”,开启空间站任务新征程,继续守护航天员安全。

返回技术

载人飞船返回技术是建设空间站的关键技术,关乎着任务的成败和航天员的生命安全。回顾从神舟一号到神舟十三号历次任务,中国载人飞船始终保持着国际领先的返回精度。如果以代际划分,神舟一号到神舟十一号采用的标准弹道自适应制导方法,可谓第一代返回技术。自神舟十二号开始,采用自适应预测制导方法,精度更高、适应性更强、更智能,可谓第二代返回技术。

为了进一步提高返回任务执行效率,缩短地面飞控实施时间,提高航天员返回舒适度,神舟十三号首次采用了快速返回地球模式。系统采用了和神舟十二号相同的智能自适应预测制导方法,但科研人员通过对飞行任务事件进行合理裁剪和调整、压缩操作时间,将返回所需时间由以往的11个飞行圈次压缩至5个飞行圈次。

神舟十三号从空间站撤离后,首先绕地球飞行5圈,每圈用时大概1.5小时。此前,神舟十二号返回时绕飞地球18圈,历时一天多。

工程规划

中国载人航天工程的飞行任务规划表明,中国空间站工程分为关键技术验证,建造和运营三个阶段实施,其中关键技术验证阶段安排了长征五号B运载火箭首飞、天和一号试验核心舱、神舟飞船、天舟飞船等6次飞行任务;建造阶段安排了问天舱、梦天舱、神舟飞船、天舟飞船等6次飞行任务。

中国空间站命名为“天宫”,具有鲜明的中国特色和时代特征,总体方案优化,通过交会对接和转位组装构成空间站本体。其基本构型包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ,每个舱段规模20吨级。空间站在轨运行期间,由神舟载人飞船提供乘员运输,由天舟货运飞船提供补给支持。空间站设计寿命10年,可根据需要,通过维护维修进一步延长寿命。额定乘员3人,乘组轮换期间短期可达6人。

天和舱用于空间站的统一管理和控制以及航天员生活,有3个对接口和2个停泊口。停泊口用于问天舱、梦天舱与天和舱组装形成空间站组合体;对接口用于神舟飞船、天舟飞船及其他飞行器访问空间站。

《2021中国的航天》指出,未来五年,中国将继续实施载人航天工程,发射“问天”实验舱、“梦天”实验舱、“巡天”空间望远镜以及“神舟”载人飞船和“天舟”货运飞船,全面建成并运营中国空间站,打造国家太空实验室,开展航天员长期驻留、大规模空间科学实验、空间站平台维护等工作。深化载人登月方案论证,组织开展关键技术攻关,研制新一代载人飞船,夯实载人探索开发地月空间基础。

载人登月飞船

为进一步提升载人航天工程的综合能力和技术水平,中国将研制新一代载人运载火箭和新一代载人飞船。其中,新一代载人运载火箭和新一代载人飞船返回舱都可以实现可重复使用。新一代载人飞船综合能力将大幅提升,可以搭载7名航天员。

2020年5月,中国成功发射了新一代载人飞船试验船。它与“神舟”相比,具有载人多、用途广和可重复使用等一系列优点,可用于未来的载人登月等任务。

近年来,中国载人航天工程办公室与联合国外空司合作,面向所有联合国成员国征集有意搭载进入空间站的合作实验项目。与联合国外空司、欧洲空间局共同遴选的多个空间科学应用项目正在按计划实施,相关载荷将于2023年开始陆续上行中国空间站开展实验。

2023年7月消息,中国官宣了载人登月要在2030年前实现。有新一代载人飞船,采用模块化设计,适应近地、深空等任务需求,主要用于将航天员送往环月轨道并返回地球这样一个过程,由逃逸塔、返回舱和服务舱组成。

2025年1月,中国载人航天工程办公室现发布2025年度神舟二十号载人飞行任务、神舟二十一号载人飞行任务、天舟九号飞行任务三次飞行任务标识。

总体评价

神舟飞船“三舱一段”的结构与总体方式具有鲜明的中国特色。神舟飞船起点高,一步到位,智能化程度较高。虽然中国载人航天工程起步较晚,但并不是从“加加林”时代的飞船起步:先搞无人飞船,再搞单人飞船,最后才是多人飞船,而是一步迈过美苏的四十年发展历程,实现了跨越式的发展。世界其他国家的载人飞船是从搭载小动物开始试验航天员环境控制与生命保障系统的,中国则采用了先进的现代装置——模拟假人,模拟“航天员”所消耗的氧气与二氧化碳,通过先进的地面医监台测试“航天员”的生理信号变化。

中国神舟飞船的起飞质量和座舱最大直径,远大于美国“水星”号和苏联“东方”号。神舟飞船的构形比“水星”号和“东方”号的两舱构形具有更多的功能,在舱段间的电、气、液路连接与分离技术等技术方面也更复杂。在电源方面神舟飞船采用了太阳电池阵为主的电源方案,比“水星”号、“东方”号的电源系统技术上有了很大的进步。尤其是神舟飞船采用了升力式返回再入,由GNC分系统进行再入过程中的升力控制,是比弹道式再入更为先进的返回方式,可以大大提高飞船返回着陆点的精度和降低再入过载峰值,减轻航天员返回地面时承受过载的痛苦。神舟飞船与20世纪90年代国外的先进载人飞船相比,从再入方式、着陆精度和再入过载峰值等指标上大致与俄罗斯联盟TMA飞船相当,并为航天员的工作和生活创造了更为舒适的环境。神舟是中国天地往返运输的优良工具,堪称摆渡天河的真正神舟。(中国载人航天工程网 评)

升力式再入

升力式再入,又称滑翔式再入,是2005年公布的航天科学技术名词。它是受控再入航天器返回地球稠密大气层的一种方式,通过产生并控制升力实现滑翔式再入。

这种方式应用于航天飞机、X-37B等带翼航天器以及神舟飞船等返回器。其技术特点包括再入过载小、机动范围大和着陆精度高。

基本含义

升力式再入是2005年公布的航天科学技术名词,又称滑翔式再入,是指升阻比≥0.7的返回器在再入地球稠密大气层时产生升力并可控制升力大小和方向的再入方式。升力式再入可分为不带翼面的升力体式和带翼面的升力体式(有翼升力体式),前者通过非轴对称外形产生升力,升阻比0.7~1.2;后者为有翼外形,升阻比可达1.3~3.0。

像航天飞机这样的带翼航天器可以进行升力式再入。载人飞船(如美国“阿波罗”、俄罗斯“联盟”及中国“神舟”系列)也采用升力式再入,以降低航天员承受的过载、提高着陆精度。

有翼升力体式返回器技术复杂,但具有再入过载小(典型值2~2.5g)、机动范围大(可达1000多千米至数千千米)、着陆精度高(可实现跑道水平着陆)等优点。

技术特点

升力式再入又称滑翔式再入,是指升阻比≥0.7的返回器在再入地球稠密大气层时产生升力并可控制升力大小和方向的再入方式。提高升阻比可以减小制动过载,降低热流峰值,增大再入角范围,加宽再入走廊,有利于再入过程。升力式再入的再入过载小,典型值为2~2.5g,为航天员创造良好环境。机动范围大,可达1000多千米至数千千米。着陆精度高,可实现跑道水平着陆,为重复使用创造条件。但升力式再入技术难度最大,对飞行器防热系统的要求最高。

应用

升力式再入技术已应用于多种航天器。典型的带翼升力体式航天器包括美国的航天飞机和X-37B空天飞机,它们升阻比高,可实现水平着陆,具有再入过载小、机动范围大、着陆精度高等优点。为降低航天员承受的过载并提高落点精度,多国载人飞船也采用了升力再入方式,例如美国的“双子星”与“阿波罗”飞船、俄罗斯的“联盟”系列飞船以及中国的神舟系列飞船。

影响

升力式再入的影响主要体现在任务执行能力和乘员感受上。其对航天任务的影响在于提供更强的机动能力,可在很大范围内选择落点,典型的有翼升力体式返回器的机动范围可达1000多千米至数千千米,并能实现较高的着陆精度,如水平着陆。其对航天员的影响在于显著减小再入过载,从环地轨道再入的典型有翼升力体式返回器的再入过载峰值只有2~2.5g,使航天员感觉更舒适。但这种再入方式的技术难度也最大,对于飞行器防热系统的要求也最高。

相关研究

升力式再入的相关研究涉及数学建模、轨迹优化、气动控制和可达区域计算等多个方向。哈尔滨工业大学航天学院的周文雅、杨涤、薛东彬在2008年研究了升力式再入航天器数学建模及地球自转对再入轨迹的影响。华中科技大学在2019年对升力式再入飞行器轨迹优化与制导方法进行了研究。陈功在2020年探讨了升力式再入飞行器气动控制一体化设计方法。西北工业大学在2023年至2025年期间提出了多约束条件下升力式再入飞行器可达区域的计算方法。

公布时间

2005年,经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

出处

《航天科学技术名词》第一版。