神舟号飞船为什么采用三舱布局?

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  神舟号飞船的构型是由它所承担的任务决定的。中国确定载人航天的第一步任务是发展载人飞船工程。中国载人飞船工程的任务是在确保安全可靠的前提下,从总体上体现中国特色和技术进步,完成以下四项基本任务:突破载人航天基本技术;进行空间对地观测、空间科学和技术实验;提供初期的天地往返运输器;为载人空间站工程大系统积累经验。

  神舟号飞船构型

  根据上述任务,在飞船立项论证中曾提出过多种构型方案,最后形成了3种方案:方案1是返回舱居中的由轨道舱、返回舱、推进舱组成的三舱方案,方案2是返回舱在前端的由返回舱、轨道舱、推进舱组成的三舱方案,方案3是返回舱在前端的由返回舱、推进舱组成的两舱方案。

  经过分析认为:方案2和方案3便于发射段的大气层内救生,这是因为返回舱在飞船的前端,在发射段进行大气层内应急救生时,只需由逃逸飞行器将返回舱带走即可。但是,方案2有一个缺点,就是为了使航天员在轨道上能够从返回舱进入轨道舱,需要在返回舱和轨道舱之间建立一个硬通道(即刚性通道)。这个方案增加了航天员来往两舱之间的麻烦,并降低了返回防热和在轨密封的可靠性,因此没有采用方案2。而方案3由于没有轨道舱,需要将更多的食物、饮水和应用系统的有效载荷放在返回舱中,因此返回舱要做得比三舱方案的返回舱直径更大、质量更大。这不仅给返回舱的回收着陆分系统的研制带来更大困难,而且不能实现轨道舱留轨利用的任务,因此,也没有采用方案3。至于方案1中,在发射段进行大气层内救生时要带走两个舱段的技术关键,当时认为可以通过攻关按时完成研制任务。事实证明,返回舱居中的三舱方案(图2)是一个在确保安全、可靠前提下能较好完成四项基本任务的方案。

  神舟号飞船(神舟2号至神舟6号)的总体布局

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