神舟軌道艙“變形記”

神舟飛船是我國(guó)目前唯一一款現(xiàn)役載人飛船，眾所周知，神舟載人飛船為三艙結(jié)構(gòu)，由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙組成，從神舟一號(hào)開始就是如此。所以我們難免會(huì)有一種錯(cuò)覺，神舟一號(hào)到神舟十三號(hào)都是一樣的。其實(shí)不然，尤其是軌道艙，一艙分飾多角，經(jīng)歷了翻天覆地的變化。

一直以來，飛船返回艙和推進(jìn)艙的職能相對(duì)固定：返回艙，在上升段和返回段是航天員們的座艙，飛船的關(guān)鍵狀態(tài)信息大都顯示于返回艙的儀表屏幕上，在飛船單飛的那些年，航天員們幾乎要一刻不離地在返回艙輪流值班，確保隨時(shí)掌握飛船的飛行狀態(tài)，因此，返回艙的角色——航天員的座艙+工作艙；推進(jìn)艙，顧名思義為飛船提供推進(jìn)動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)、電源等都位于推進(jìn)艙，因此，推進(jìn)艙的角色——飛船的能源艙+動(dòng)力艙。

而軌道艙承擔(dān)的角色就復(fù)雜了，從神舟一號(hào)起至今經(jīng)歷了多次變形，大致可分為以下五個(gè)階段。

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01

第一階段：配重空艙

神舟一號(hào)軌道艙除軌返分離的供電設(shè)備外沒有安裝其他設(shè)備，僅起到配重作用，在軌飛行一天。

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02

第二階段：空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)/技術(shù)試驗(yàn)艙

從神舟二號(hào)起，軌道艙被賦予了空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)/技術(shù)試驗(yàn)艙的職能。從神舟二號(hào)到神舟六號(hào)，在返回艙返回地面后，軌道艙作為留軌艙繼續(xù)在軌道上飛行。這也是早期的飛船軌道艙有太陽電池翼的原因，在軌道艙分離后獨(dú)立飛行期間為設(shè)備提供電源。

神舟二號(hào)模擬圖

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

正在吊運(yùn)的神舟六號(hào)飛船軌道艙

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

留軌的軌道艙在軌飛行六個(gè)月左右，軌道艙及其前端的附加段根據(jù)實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)需求的不同安裝有相應(yīng)的載荷設(shè)備，開展了多個(gè)領(lǐng)域的研究，如空間天文、對(duì)地觀測(cè)、空間物理/生命/生物/材料等領(lǐng)域科學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)、航天新技術(shù)驗(yàn)證等。獲取了一批具有國(guó)際領(lǐng)先水平的科學(xué)和應(yīng)用成果，全面提升了我國(guó)空間科學(xué)研究和航天技術(shù)發(fā)展的水平。

神舟五號(hào)軌道艙安裝有對(duì)地觀測(cè)的相機(jī)

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

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03

第三階段：生活艙+工作艙+貨物艙

從神舟五號(hào)起，飛船開始執(zhí)行載人任務(wù)，楊利偉第一次飛天由于時(shí)間較短未進(jìn)入軌道艙，所以嚴(yán)格來講，從神舟六號(hào)任務(wù)開始，軌道艙在開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)/技術(shù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又增加了航天員的生活艙的職能，艙內(nèi)安裝有食品加熱裝置、大小便收集裝置、睡袋等設(shè)施，是航天員吃飯、洗漱、如廁、睡覺的場(chǎng)所。同時(shí)，軌道艙也是航天員的工作艙，我國(guó)在神舟六號(hào)內(nèi)首次開展了有人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠進(jìn)行有人參與的空間科學(xué)試驗(yàn)的國(guó)家。

食品加熱裝置

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

此外，軌道艙還被用作貨物艙，運(yùn)送飛船正常運(yùn)行所需的備品、備件，以及航天員的生活、工作物資。在飛船結(jié)束任務(wù)后，航天員在軌產(chǎn)生的垃圾和不需返回地面的物品會(huì)作為垃圾存放于軌道艙，在軌道艙離軌后隨艙燃燒于大氣層。

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04

第四階段：氣閘艙

為了完成神舟七號(hào)的出艙任務(wù)，軌道艙在上述職能的基礎(chǔ)上又被臨時(shí)征用為氣閘艙，而航天員在發(fā)射前進(jìn)入飛船的位于軌道艙的進(jìn)艙艙門也成為了在軌的出艙艙門。

氣閘艙，與長(zhǎng)江大壩的船閘有些類似。不同的是，船閘作用是水位過渡，而氣閘艙是常壓到真空的氣體壓力過渡。國(guó)外的載人航天器有專門的氣閘艙。

將航天員的生活艙“一艙兩用”改成氣閘艙，是我國(guó)航天的獨(dú)創(chuàng)之舉。

神舟七號(hào)航天員從軌道艙出艙艙門出艙

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

此外，神舟七號(hào)軌道艙前端安裝有伴飛衛(wèi)星，飛船入軌后釋放，伴星拍下了清晰的飛船全貌，屬我國(guó)首次在軌實(shí)拍航天器。

伴星拍攝的神舟七號(hào)照片

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

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05

第五階段：交會(huì)對(duì)接機(jī)構(gòu)登艙

從神舟八號(hào)開始中國(guó)載人航天進(jìn)入了空間實(shí)驗(yàn)室/空間站時(shí)代，飛船的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)職能逐步被天宮空間實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)在的天宮空間站替代，軌道艙的“空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)/技術(shù)試驗(yàn)艙”角色被淡化，變成了支持完成交會(huì)對(duì)接，使航天員順利進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室/空間站，也就是說對(duì)于飛船軌道艙來說，進(jìn)入了交會(huì)對(duì)接時(shí)代。

軌道艙頂端的附加段被取消，換為對(duì)接機(jī)構(gòu)以及軌道艙前艙門，飛船與空間實(shí)驗(yàn)室/空間站完成對(duì)接并形成組合體后，航天員穿過軌道艙前艙門進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室/空間站的更大的空間內(nèi)工作、生活，此后軌道艙也卸下了“生活艙+工作艙”的角色，直至飛船完成任務(wù)后與空間實(shí)驗(yàn)室/空間站分離。

天宮一號(hào)拍攝的神舟八號(hào)

（圖片來源：中國(guó)載人航天工程官網(wǎng)）

神舟八號(hào)后，飛船軌道艙的狀態(tài)基本固定了，一直沿用至今。

標(biāo)簽： 載人航天 空間科學(xué) 空間實(shí)驗(yàn)室