神舟五號載人飛船是在無(wú)人飛船基礎上研制的我國第一艘載人飛船，可搭載一名航天員，在軌運行一天。整個(gè)飛行期間為航天員提供必要的生活和工作條件，同時(shí)將航天員的生理數據、電視圖像發(fā)送地面，并確保航天員安全返回。飛船由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙和附加段組成。飛船的手動(dòng)控制功能和環(huán)境控制與生命保障分系統為航天員的安全提供了保障。飛船由“長(cháng)征二號F”運載火箭發(fā)射到近地點(diǎn)200公里、遠地點(diǎn)350公里、傾角42.4°初始軌道，實(shí)施變軌后，進(jìn)入343km的圓軌道。飛船環(huán)繞地球14圈后在預定地區著(zhù)陸。英雄航天員楊利偉執行此次載人航天飛行任務(wù)。
圖：航天員楊利偉在太空中展示神舟五號載人飛船搭載的中華人民共和國國旗和聯(lián)合國國旗
一、任務(wù)執行情況簡(jiǎn)介
神舟五號載人航天飛行任務(wù)主要是全面考核載人環(huán)境，獲取航天員空間生活環(huán)境和安全的有關(guān)數據，全面考核工程各系統工作性能、可靠性、安全性和系統間的協(xié)調性。飛船乘坐一名航天員，飛行約一天，在繞地球飛行的第14圈返回。航天員可以按照預先規定的程序和地面指令手動(dòng)補發(fā)船箭分離、帆板展開(kāi)等重要指令。飛船具有自主應急返回和人工控制返回以及第2天、第3天返回的能力。
根據計劃安排，我國首次載人飛行于2003年10月15日至16日實(shí)施。載人飛船和運載火箭在發(fā)射場(chǎng)的技術(shù)區完成總裝、測試后，進(jìn)入發(fā)射區加注推進(jìn)劑。發(fā)射前16小時(shí)，從航天員三人首飛梯隊中，選優(yōu)確定了首飛航天員楊利偉，發(fā)射前約2小時(shí)45分航天員進(jìn)入飛船。
北京時(shí)間2003年10月15日9時(shí)整，火箭一級發(fā)動(dòng)機和4個(gè)助推發(fā)動(dòng)機同時(shí)點(diǎn)火；火箭飛行120秒逃逸塔分離，137秒助推器分離，159秒火箭一、二級分離，200秒整流罩分離，460秒二級主發(fā)動(dòng)機關(guān)機，587秒船箭分離，飛船進(jìn)入傾角42.4度、近地點(diǎn)高度199.14公里、遠地點(diǎn)高度347.8公里的橢圓軌道。入軌后，飛船建立軌道運行姿態(tài)，展開(kāi)推進(jìn)艙上的太陽(yáng)能電池陣，對太陽(yáng)定向，并在第5圈實(shí)施變軌，進(jìn)入343公里圓軌道。飛行期間，地面與航天員保持密切聯(lián)系，通過(guò)生理遙測參數，了解航天員的身體狀態(tài)；航天員監視飛行過(guò)程中重要指令的執行以及飛船運行狀態(tài)。
神舟五號載人飛船在軌自主運行14圈返回地球。在返回的前一圈，由地面測控站向飛船注入返回制動(dòng)精確參數。飛船偏航調姿90度，軌道艙與飛船分離。再偏航調姿90度并制動(dòng)進(jìn)入返回軌道，在高度降為145公里時(shí)，推進(jìn)艙與返回艙分離。返回艙再入大氣層，穿越“黑障區”后進(jìn)入主著(zhù)陸場(chǎng)上空，按程序開(kāi)傘減速，在下降至地面約1米左右時(shí)，著(zhù)陸緩沖發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火工作。返回艙于10月16日早晨6點(diǎn)23分安全著(zhù)陸，航天員楊利偉在飛行21小時(shí)23分后順利返回。此后，軌道艙繼續留軌飛行約半年，開(kāi)展有關(guān)的空間科學(xué)實(shí)驗和技術(shù)試驗。
二、神舟五號載人飛行任務(wù)技術(shù)成就
本次飛行任務(wù)由一名航天員擔任指令長(cháng)兼駕駛員，飛行期間航天員不進(jìn)入軌道艙、不脫航天服，并按預先規定的程序和地面指揮手動(dòng)補發(fā)船箭分離、帆板展開(kāi)、推返分離等指令，完成飛船狀態(tài)監視、血壓測量、攝影攝像、飲食睡眠等工作。自主飛行段正常飛行時(shí)間為1天，飛船入軌后第五圈變軌，第14圈制動(dòng)返回主著(zhù)陸場(chǎng)。具有第2天、第3天返回的能力。飛船軌道艙留軌飛行半年，主載荷為CCD詳查相機。組織實(shí)施按照白天發(fā)射、白天回收的原則進(jìn)行。
飛船具備自主應急返回的能力，在應急情況下允許航天員返回全球預定的10個(gè)應急著(zhù)陸區；具備人工控制返回功能，在自動(dòng)返回系統失效的情況下，航天員可以手動(dòng)控制返回地面。
航天員的選拔、訓練工作已經(jīng)完成了基礎理論和專(zhuān)業(yè)技術(shù)、飛行程序與任務(wù)模擬、航天環(huán)境適應性、救生與生存等學(xué)習與訓練；人船聯(lián)合測試項目；飛船訓練模擬器和手控訓練模擬器訓練。6月末根據考核情況，優(yōu)選出6名預備航天員進(jìn)行強化訓練，9月完成強化訓練后確定首次載人飛行3人航天員梯隊。
發(fā)射場(chǎng)、測控通信、著(zhù)陸場(chǎng)系統，根據前四次飛行試驗的情況，進(jìn)一步完善了技術(shù)狀態(tài)，落實(shí)了任務(wù)實(shí)施方案，按計劃進(jìn)行設備的復檢、標定、維護，進(jìn)行演練、聯(lián)調。對航天員實(shí)施醫監醫保和醫療救護的方案已經(jīng)確定。這幾個(gè)系統的準備工作在9月底完成，確保10月執行任務(wù)。
為了確保首次載人飛行任務(wù)圓滿(mǎn)成功，工程總體在2003年又重點(diǎn)安排了大量的可靠性、安全性驗證試驗，如飛船、火箭的發(fā)動(dòng)機可靠性試車(chē)，飛船各種火工機構、火工裝置的點(diǎn)火試驗，各種活動(dòng)部件的壽命及可靠性試驗，電子設備的可靠性增長(cháng)試驗、綜合應力試驗，飛船防火、防潮、防結露措施驗證試驗等。針對無(wú)人飛行試驗無(wú)法考核的人工手動(dòng)功能，安排了地面大量仿真和試驗，如：火箭逃逸仿真，飛船應急救生和在軌自主應急返回仿真，人工控制功能仿真，系統級故障模擬與對策驗證仿真等，特別重視了與航天員安全相關(guān)的飛船艙內有害氣體消除和防護、脈沖噪聲、座椅提升和緩沖性能試驗及著(zhù)陸沖擊試驗等。
從1999年到2003年，我國先后成功地發(fā)射了四艘無(wú)人飛船和一艘載人飛船，突破了載人飛船再入升力控制、應急救生、軟著(zhù)陸、GNC故障診斷、艙段間分離、防熱等13項關(guān)鍵技術(shù)。作為我國高技術(shù)領(lǐng)域的跨世紀工程，神舟飛船總體性能優(yōu)越，達到了20世紀90年代國際先進(jìn)水平。神舟飛船“三艙一段”的結構與總體方式具有鮮明的中國特色，神舟飛船起點(diǎn)高，一步到位，智能化程度較高。雖然中國載人航天工程起步較晚，但并不是從“加加林”時(shí)代的飛船起步：先搞無(wú)人飛船，再搞單人飛船，最后才是多人飛船，而是一步邁過(guò)美蘇的四十年發(fā)展歷程，實(shí)現了跨越式的發(fā)展。國外載人飛船是從搭載小動(dòng)物開(kāi)始試驗航天員環(huán)境控制與生命保障系統的，我國則采用了先進(jìn)的現代裝置——模擬假人，模擬“航天員”所消耗的氧氣與二氧化碳，通過(guò)先進(jìn)的地面醫監臺測試“航天員”的生理信號變化。
此外，我國神舟飛船的起飛質(zhì)量和座艙最大直徑，都遠遠大于美國“水星”號和蘇聯(lián)“東方”號。神舟飛船的構形比“水星”號和“東方”號的兩艙構形具有更多的功能，在艙段間的電、氣、液路連接與分離技術(shù)等技術(shù)方面也更復雜。在電源方面神舟飛船采用了太陽(yáng)電池陣為主的電源方案，這比“水星”號、“東方”號的電源系統技術(shù)上有了很大的進(jìn)步。尤其是神舟飛船采用了升力式返回再入，由GNC分系統進(jìn)行再入過(guò)程中的升力控制，這是比彈道式再入更為先進(jìn)的返回方式，可以大大提高飛船返回著(zhù)陸點(diǎn)的精度和降低再入過(guò)載峰值，減輕航天員返回地面時(shí)承受過(guò)載的痛苦。神舟飛船與20世紀90年代國外的先進(jìn)載人飛船相比，從再入方式、著(zhù)陸精度和再入過(guò)載峰值等指標上大致與聯(lián)盟TM飛船相當，并為航天員的工作和生活創(chuàng )造了更為舒適的環(huán)境。神舟是中國天地往返運輸的優(yōu)良工具，堪稱(chēng)擺渡天河的真正神舟。
