从无人试飞转向载人飞行

神舟五号承担中国首次载人航天飞行,任务核心是把航天员送入地球轨道,在轨安全运行,再返回中国境内。戚发轫在回顾工程时,将这一阶段放在1992年启动的载人航天计划之中:此前的论证选择以飞船起步,并把人员培训、应用载荷、飞船、火箭、发射场、测控和着陆场组成相互配合的系统。

1999年,神舟一号完成无人试飞;其后的神舟二号至四号继续考验各个系统。担任神舟一号至五号飞船总设计师的戚发轫说,首飞采取一人、一天的安排,是为飞行留出余地。杨利伟因此成为这次载人验证任务的唯一乘员。

参考:[1]

飞船研制与应急设计

中国空间技术研究院负责飞船系统的研制抓总。副总设计师杨宏在2003年任务后的报告中介绍,研制团队选择三舱飞船方案,并将制导导航控制、返回控制、大型降落伞和着陆缓冲等列入十七项关键技术。飞船的研制既包括轨道运行,也包括把乘员安全送回地面的全过程。

杨宏报告说,团队针对一百零八种故障模式设计了二十多种应急救生方案。他还以神舟一号发射前拆检异常陀螺为例,说明无人试飞阶段的故障排查如何为后续载人任务积累经验。这些准备涉及设备冗余、测试和应急返回程序。

参考:[2]

酒泉发射与在轨操作

2003年10月15日北京时间9时,长征二号F火箭从酒泉发射中心发射,搭载神舟五号和杨利伟升空。任务总指挥李继耐随后宣布飞船进入预定轨道。航天员在发射前已完成座椅束缚、通信、生理信号、供氧和通风接口等检查;入轨后,推进舱和轨道舱的太阳电池帆板相继展开。

据次日新闻发布会记录,飞船在发射后第587秒与火箭分离,第五圈飞行时转入约343公里高的圆轨道。杨利伟观察仪表、执行有关操作并拍摄地球。地面通过遥测和舱内图像了解飞船运行与乘员状态。

参考:[3] [4]

航天员活动与地面保障

在轨期间,杨利伟进餐、休息,并通过舷窗观察外界。远望测量船及陆上测控设施参与跟踪,飞船舱内图像传回北京指挥控制中心。参加任务的医护人员在随后发表的论文中记述,飞行中曾出现短暂的上下倒置感觉,航天员随后适应;返回前又进行了航天服气密性检查。

主着陆场医疗队由解放军第三〇六医院等单位人员组成,分为直升机与车辆两个平台。队伍在任务前进行机载、车载演练,准备便携急救设备,并制定现场检查、后送与医疗交接方案。保障工作从预案和演习延续到着陆后的转运。

医疗队在九月底抵达四子王旗,随后开展空中、地面分队演习。返回当夜,队员前往预定地域,直升机在着陆前起飞搜索,车辆向理论落点部署。装备准备同时考虑监护、救治和后送,航天员转乘飞机返京时仍有医护人员陪同。由此,落点搜寻、现场检查与远程转运连续衔接。

参考:[4]

十四圈飞行后的着陆

10月16日北京时间6时23分,返回舱在内蒙古主着陆场着陆,载人飞行共持续21小时23分钟,绕地球十四圈。实际落点与理论落点相距约4.8公里。返回程序先分离轨道舱,随后制动降轨、分离推进舱,再由返回舱进入大气层并减速着陆。

医护团队记录,救护人员很快抵达返回舱,杨利伟在舱内适应地面环境后自主出舱,接受检查,再乘直升机及专机返京。回京后的临床和实验室检查结果被报告为正常。轨道舱则继续留在轨道上执行实验任务,载人返回与留轨工作分别进行。

参考:[3] [4]

独立载人入轨能力的建立

这次飞行使中国成为继苏联和美国之后,能够独立将人送入地球轨道的国家。美国国家航空航天局编纂的航天年表记录了发射、十四圈飞行与返回,也记载国际空间站上的卢杰和马连琴科向杨利伟表达祝贺。此后的任务由短期单人飞行扩展到神舟六号的多人多天飞行;出舱活动、交会对接和空间实验室建设成为继续发展的阶段目标。

参考:[1] [3] [5]