神舟十七號發(fā)射臨近，想要把人成功送入太空，需要哪些支持和保障？

Q：你知道把人送上太空，背后需要多少力量支持和保障嗎？

A：自2003年10月15日神舟五號載人飛船成功發(fā)射以來，我國已經先后執(zhí)行了11次載人發(fā)射任務，共將18人、29人次送入太空?，F(xiàn)在，神舟十六號乘組正在中國空間站執(zhí)行任務；預計在10月26日上午，搭載3名航天員的神舟十七號載人飛船將由“長二F”遙十七運載火箭從酒泉發(fā)射場921工位發(fā)射升空，對接中國空間站核心艙前向端口，形成三艙三船組合體，繼續(xù)開展空間科學實驗和技術試驗。讓我們一起期待！

如今，中國載人航天工程正式立項已經有30余年了，中國首次載人飛行任務已經成功執(zhí)行20周年，在航天事業(yè)不斷發(fā)展壯大的過程中，逐漸形成了14個大系統(tǒng)，包括航天員系統(tǒng)、空間應用系統(tǒng)、載人飛船系統(tǒng)、貨運飛船系統(tǒng)、長征二號F運載火箭系統(tǒng)、長征七號運載火箭系統(tǒng)、長征五號B運載火箭系統(tǒng)、酒泉發(fā)射場系統(tǒng)、海南發(fā)射場系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)、空間實驗室系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)、著陸場系統(tǒng)、光學艙系統(tǒng)。

航天員系統(tǒng)

航天員系統(tǒng)的總體單位是中國航天員科研訓練中心，主要目標是保障航天員長期在軌健康生活和高效工作，是醫(yī)學與工程相結合的系統(tǒng)。

神舟十四號飛船乘組出艙活動

航天員系統(tǒng)的主要任務分為“培養(yǎng)人、保障人、研究人”三大塊：一是“培養(yǎng)人”，即建立一支結構合理、規(guī)模適度、素質過硬、作風優(yōu)良的航天員隊伍，為載人航天飛行任務選拔訓練合格的乘組；二是“保障人”，即構建完善的健康保障、生活保障、工作保障體系，制定載人飛行器醫(yī)學/工效學要求并實施評價，為航天員在軌飛行提供保障；三是“研究人”，即探究解決人類相關空間生命科學問題，掌握發(fā)展先進的健康保障和人因工程技術，為載人航天創(chuàng)新發(fā)展和未來載人深空探測提供持續(xù)的理論和技術支撐。

航天員在水下訓練拆裝天和核心艙太陽翼

空間應用系統(tǒng)

空間應用系統(tǒng)的總體單位是中國科學院空間應用工程與技術中心，主要負責載人航天工程的空間科學與應用研究。

空間應用系統(tǒng)的主要任務是利用載人航天器的應用支持能力，開展空間科學實驗與應用研究，推動和引領空間科學與應用領域跨越式發(fā)展，取得重大科學成果和應用效益。在2022年7月24日發(fā)射的問天實驗艙中，大量科學實驗設施和艙內外應用任務共用支持設備都少不了空間應用系統(tǒng)科研人員的功勞。

空間站里航天員過中秋節(jié)吃“太空生菜”

載人飛船系統(tǒng)

載人飛船系統(tǒng)的總體單位是中國空間技術研究院，主要任務是研制神舟系列載人飛船。神舟系列載人飛船是中國自行研制的用于天地往返運輸人員和物資的載人航天器，達到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術，具有完全自主知識產權及鮮明的中國特色。該系列飛船可一船多用，既可留軌觀測，又可作為交會對接飛行器，滿足天地往返的需求。

科研團隊與神舟十四號飛船合影

針對空間站運營、載人探月等需求，中國新一代載人飛船正在加緊研制中，試驗船已在2020年5月5日搭載于長征五號B火箭首飛。

貨運飛船系統(tǒng)

貨運飛船系統(tǒng)的總體單位是中國空間技術研究院，主要任務是研制天舟系列貨運飛船。該飛船負責為空間站或空間實驗室運輸補給物資和載荷，補加推進劑，在軌存儲和下行廢棄物資，任務結束后受控隕落于預定區(qū)域，還能配合完成其他試驗任務。

天舟三號貨運飛船

運載火箭系統(tǒng)

截至目前，共有3款運載火箭為中國載人航天工程貢獻了力量，分別是長征二號F火箭、長征七號火箭和長征五號B火箭。它們的總體單位都是中國運載火箭技術研究院。

長征二號F、長征七號、長征五號B火箭

長征二號F火箭是在長征二號E火箭的基礎上，按照發(fā)射載人飛船的要求，以提高可靠性、確保安全性為目標研制的火箭。該火箭全長58.34米，起飛重量479.8噸，起飛推力約600噸?；鸺炯壷睆?.35米，捆綁4個直徑2.25米的助推器。目前，長征二號F火箭是中國唯一一種載人運載火箭，可細分為發(fā)射天宮實驗室狀態(tài)和發(fā)射載人飛船狀態(tài)。

長征七號火箭是無毒低污染的中國新一代中型運載火箭，采用捆綁4枚助推器的兩級構型。該火箭全長53.1米，起飛質量597噸，使用液氧煤油發(fā)動機，近地軌道運載能力13.5噸。長征七號火箭承擔空間站工程期間貨運飛船發(fā)射任務。

長征五號B火箭主要承擔空間站核心艙和實驗艙等艙段發(fā)射任務，是中國目前近地軌道運載能力最大的火箭。

發(fā)射場系統(tǒng)

迄今為止，中國載人航天工程發(fā)射場系統(tǒng)包括酒泉發(fā)射場系統(tǒng)和海南發(fā)射場系統(tǒng)。它們的主要任務是負責運載火箭、飛船、空間站、有效載荷和航天員系統(tǒng)裝船設備在發(fā)射場的測試和發(fā)射，并提供相應保障條件。

酒泉發(fā)射場系統(tǒng)的總體單位是中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，主要承擔載人飛船和空間實驗室的發(fā)射任務。酒泉載人航天發(fā)射場于1998年正式投入使用，采用了具有國際先進水平的“垂直總裝、垂直測試、垂直運輸”及遠距離測試發(fā)射控制的先進模式。

海南發(fā)射場系統(tǒng)的總體單位是中國文昌航天發(fā)射中心，主要承擔天宮空間站艙段和天舟貨運飛船的發(fā)射任務。海南文昌航天發(fā)射場于2007年8月啟動建設，是國內新興的生態(tài)、環(huán)保、開放的航天發(fā)射場。

海南文昌航天發(fā)射場

測控通信系統(tǒng)

測控通信系統(tǒng)的總體單位是北京測控通信技術研究所，主要承擔對火箭、航天器的飛行軌跡、姿態(tài)和工作狀態(tài)的測量、監(jiān)視與控制任務，提供與航天員進行視頻和話音通信的通道，是航天器從起飛至壽命結束過程中天地聯(lián)系的唯一手段。

該系統(tǒng)包括多個指揮控制中心、國內固定測控站、國外測控站、機動測控站、遠望系列遠洋測量船和中繼衛(wèi)星系統(tǒng)在內的陸海天基測控網。

遠望5號航天測量船

空間實驗室系統(tǒng)

空間實驗室系統(tǒng)的總體單位是中國空間技術研究院?？臻g實驗室是開展空間試驗活動的載人航天飛行器，規(guī)模小于空間站，可以認為是空間站的雛形。它的主要任務是突破并掌握飛行器空間交會對接及組合體控制技術；突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運飛船補加等關鍵技術；驗證天地往返運輸飛船的性能和功能；先期考核空間站建造相關關鍵技術。中國先后發(fā)射、運行了天宮一號目標飛行器和天宮二號空間實驗室，收獲眾多成果。

神舟九號飛船和天宮一號目標飛行器組合體艙內，航天員劉旺捧著熊貓玩偶

空間站系統(tǒng)

空間站系統(tǒng)的總體單位是中國空間技術研究院，主要職能是負責中國天宮空間站的研制和建設。

天宮空間站是由多模塊在軌組裝的空間實驗平臺，也是規(guī)模較大、長期有人參與的國家級太空實驗室，可支持航天員長期在軌生活和工作，額定乘員3人，設計壽命至少10年。在軌運行期間，天宮空間站由載人飛船往返運送航天員，完成乘組輪換，由貨運飛船完成物資補給和廢棄物下行。

著陸場系統(tǒng)

著陸場系統(tǒng)的總體單位是中國西安衛(wèi)星測控中心，主要任務是為載人飛船返回艙選定安全的返回著陸場區(qū)，完成返回艙在返回著陸段的測控通信任務，搜索、尋找著陸后的返回艙，救援航天員，回收返回艙和有效載荷，并提供著陸場區(qū)的通信和氣象保障服務。中國公開的載人航天著陸場包括四王子旗著陸場、東風著陸場等。

東風著陸場

具體來說，著陸場系統(tǒng)由主著陸場、副著陸場、陸上應急搜救、上升段海上應急搜救、通信和航天員醫(yī)監(jiān)醫(yī)保共6部分組成。

光學艙系統(tǒng)

光學艙系統(tǒng)的總體單位是中國空間技術研究院，主要負責研制空間站巡天光學艙平臺，用于上行多功能光學設施。巡天光學艙將單獨發(fā)射入軌，將與空間站共軌飛行，支持多功能光學設施開展巡天和對地觀測；需要時，它可與空間站主體對接，開展推進劑補加、設備維護和載荷設備升級等活動。

巡天光學艙預計于2023年發(fā)射

本文原標題為《中國載人航天工程各大系統(tǒng)構成》，載于《太空探索》雜志2022年第10期。