航天科普:“神舟”号载人飞船

2022-12-29 16:46 作者:永磁-老鼠 0人读过 | 我要投稿

神舟飞船（英文：Shenzhou Crewed Spacecraft[24]）是中国自行研制、具有完全自主知识产权、达到或优于国际第三代载人飞船技术的空间载人飞船。神舟飞船是采用三舱一段结构，即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成，由13个分系统组成。神舟飞船与国际第三代飞船相比，具有起点高、具备留轨利用能力等特点[1]。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，发射基地是酒泉卫星发射中心，回收地点在内蒙古中部的乌兰察布市四子王旗载人航天着陆场和酒泉卫星发射中心的东风着陆场。截至2019年4月24日，神舟载人飞船和天舟货运飞船正在进行正（试）样产品组批生产。北京时间2022年11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。北京时间11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。上世纪60年代人类的载人航天活动就是从载人天地往返运输系统的研制与试验开始的。在太空竞赛时期，（前）苏联和美国分别研制了三个系列的载人飞船，即“东方”号、“上升”号、“联盟”号和“水星”号、“双子星”号、“阿波罗”号。“联盟”号飞船经过不断改进，至仍作为俄罗斯的载人天地往返运输工具在使用。美国还研制使用了航天飞机，未来各航天大国还将研制新一代载人飞船。 1961年4月，（前）苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方”一号飞船飞上太空，宣告了人类载人航天时代的到来。虽然加加林乘坐的“东方”一号飞船仅环绕地球飞行了一周，却完整地验证了天地往返运输系统发射入轨、在轨运行、生命保障、测控通信、安全返回所需要的关键技术，证明了人类有能力实现可靠的天地往返。美国的第一代载人飞船是在（前）苏联取得巨大成就的情况下奋起直追的产物。1961年5月5日，艾伦·谢泼德乘坐水星3号飞船，成为美国第一位乘坐载人飞船升空的人，到达186千米的高空。之后乘坐水星4号飞船的格里索姆也采用了亚轨道飞行方式。在水星4号任务之后，因为有了推力更大的宇宙神号运载火箭，美国才得以将水星号飞船送入环绕地球的轨道。1962年2月20日，约翰·格伦乘坐水星6号飞船绕地球飞行3圈，成为美国第一个进入地球轨道的人。此后的3次水星号飞行任务均取得了成功。 “东方”号飞船和“水星”号飞船的飞行，是人类初次进入太空的尝试，回答了“人能否进入太空”的问题，其最大意义在于开创了载人航天的新纪元。早在1958年，中国科学院就开始了载人航天的规划工作。1961年4月，苏联人加加林首次进入太空，中科院通过举办星际航行座谈会探讨载人航天问题。 1965年，在研究第一颗人造卫星及航天发展计划时，载人飞船名列其中。同年8月9-10日由周恩来总理主持的中央专委会议曾原则通过同意在1979年发射我国第一艘载人飞船的规划设想。 1966年，中央专委进一步要求着手研制宇宙飞船。 1967年9月，王希季和第八设计院进行了一种载1人飞船的总体方案论证。10月，中央专委将飞船命名为“曙光”一号。当年年底，八院先后完成了可载1名、2名、3名和5名航天员的四种方案的论证。 1968年4月1日，航天医学工程研究所（507所）成立，开始了航天员的选拔工作。 1970年7月14日，毛泽东主席圈阅了“曙光”一号飞船的航天员选拔报告。因此，中国第一个载人航天计划就被称为“714”计划。 1970年11月27日，国防科委提交《关于研制载人飞船、通信卫星、导弹卫星的请示报告》，提出“曙光”一号飞船由两名航天员驾驶，最长飞行时间为8天，争取1973年发射无人飞船，1974年发射载人飞船。 1971年4月，载人航天工程方案论证会召开，提出的方案为载2人双舱式，构型类似于美国的双子座号。方案论证会后，由于政治形势的变化，加之反对之声不断，“曙光”一号研制出现了极大困难。 1974年10月23日，国防科委、七机部联合向中央军委、中央专委报告，提出“曙光”号飞船研制工作应暂缓。周恩来曾就中国载人航天问题讲了几条原则：不与苏美搞太空竞赛，要搞好国家建设急需的应用卫星。技术力量贮备不足，加之航天任务调整到以应用卫星为主的规划上来，载人航天计划自此停止了探索工作。 “曙光”一号飞船研制虽然停止了，还是取得了一些技术方面的进展，包括高空生物实验、航天员选拔、航天医学以及实验设备研制。1970年6～7月，首批20名航天员选拔工作结束。而后开展了大量医学试验与测试。通过曙光一号飞船的预研，培养了一批从事飞船设计的技术专家，对飞船结构、材料、防热、试验、航天专用食品以及航天专用设备设计也积累了不少经验。 1986年11月，国家出台“863”计划，航天技术是七大领域的第二个领域，其中包括两个主题：大型运载火箭及天地往返运输系统、载人空间站系统及其应用。在载人航天发展技术途径以及天地往返运输系统的选择上，出现了完全不同的观点。当时美国的航天飞机研制成功，包括（前）苏联在内的许多国家都在积极探讨研制航天飞机甚至空天飞机问题。在此背景下，我国航空航天界也在研究、规划新时期载人航天发展和采取何种天地往返运输系统问题。 1986年4月，航天领域专家组在京成立，在中国载人航天如何起步问题上，存在着明显不同的意见。飞船方案抑或和航天飞机方案的论证和争论持续了3年。最后，科学家们达成共识，即以载人飞船研制起步，为最后决策提供了重要依据。 1991年1月7日，为了推动载人飞船工程立项，航空航天工业部成立“载人航天联合论证组”，提出了载人飞船工程总体方案和飞船工程的技术指标和技术要求。同年6月底，中国空间技术研究院载人飞船工程总体论证组完成载人飞船工程技术方案的论证工作，并将论证报告于6月30日上报给航空航天工业部。随即，中央专委听取了航天领域专家委员会《关于发展中国载人航天的意见》和国防科工委《关于发展中国载人航天及其应用的意见》的汇报。1991年12月31日，论证结果上报航空航天工业部。 1992年1月8日，时任国务院总理李鹏主持中央专委会议，听取载人航天工程可行性论证的汇报。会议认为，从政治、经济、科技、军事等诸方面考虑，我国发展载人航天技术是必要的。同年8月1日，中央同意《载人飞船技术经济可行性论证报告》，认为：“载人航天是航天技术的重要组成部分，也是当今世界高科技的一个重要发展领域。为了增强综合国力和国防实力，促进科技进步，培养壮大科技队伍，提高国家威望，增强民族自豪感和凝聚力，中国必须在这一领域占有一席之地。我国载人航天的发展设想是可行的。” 1992年9月21日，江泽民主持召开中央政治局扩大会议，听取了论证报告和技术方案、经费估算和组织实施办法的汇报。经讨论，一致同意批准中国载人航天工程开始实施。由于中央专委批准日期是1992年1月，中央政治局扩大会议批准日期又是同年的9月21日，所以中国载人航天工程便被命名为921工程。中央决策实施载人航天工程，并确定了中国载人航天“三步走”的发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。 1992年11月，中国空间技术研究院建立了载人飞船两师系统，中国工程院院士戚发轫任首任总设计师，汪国林任首任行政总指挥。 1993年12月，载人飞船系统的方案论证工作完成，飞船13个分系统也完成了方案论证。 1994年，载人飞船被命名为“神舟”。 921工程是载人航天大系统的总称。除了“神舟”飞船系统外，还包括航天员系统、有效载荷系统、运载火箭系统、发射系统、测控系统和返回着陆系统，共计七大系统。由于载人航天专业涉及面广、产品要求复杂、参加研制单位多、工程覆盖地区广，为了很好协调各系统研制，中国载人航天工程也设立了两师系统，王永志任首任工程总设计师、丁衡高上将任首任总指挥。 1995年，神舟飞船完成了总体技术方案的设计工作。 1998年，研制单位完成了火箭-飞船-发射场的合练、零高度状态下的逃逸救生飞行试验等重大试验工作。随后，飞船系统转入正样研制阶段。 1992年，长征二号F运载火箭作为“神舟”飞船的发射工具开始研制。长征二号F是在长征二号E大推力捆绑式运载火箭的基础上增加了2个新系统，即逃逸系统和故障检测处理系统。长征二号F火箭全长58.343米，起飞质量479.8吨，起飞推力604.4吨，芯级直径3.35米，助推器直径2.25米。火箭的近地轨道运载能力约为8吨。它是我国第一种高可靠、高安全、高质量的载人飞船发射工具，元器件可靠性提高到99%。长征二号F火箭经过8年旨在提高可靠性、安全性的设计工作之后，其性能稳定性、可靠性水平已超过普通用于商用卫星发射的运载火箭。经过适应性修改的长征二号F可以将近地轨道运载能力提高到11.2吨，通过调整助推器、上面级的组合能适应不同有效载荷的需要。经过适当的改进，它还可以用于开展月球探测或星际探索任务。神舟载人飞船工程分为载人飞船工程大系统和载人飞船系统两个层次。载人飞船工程大系统由载人飞船系统、运载火箭系统、航天员系统、应用系统、发射场系统、测控与通信系统和着陆场系统共7个系统组成；神舟载人飞船系统是前述7个系统之一，由结构与机构、环境控制与生命保障、热控制、制导导航与控制、推进、测控与通信、数据管理、电源、返回着陆、逃逸救生、仪表与照明、有效载荷、乘员共13个分系统组成。13个分系统是神舟飞船上为完成某一特定功能的仪器、设备或部件的组合。它们涉及物理（机、电、光、热）、化学、生物、天文、医学和环境等数十个学科领域。神舟飞船系统结构由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成。轨道舱是航天员生活和工作的地方。返回舱是飞船的指挥控制中心，航天员乘坐其上天和返回地面。推进舱也称动力舱，为飞船在轨飞行和返回时提供能源和动力。神舟飞船三舱总长8米，圆柱段直径2.5米，锥段最大直径2.8米，总质量为7755千克，返回舱采用普通圆伞和着陆缓冲发动机陆地软着陆，主伞面积1200平方米，着陆速度不大于3.5米/秒。轨道舱神舟飞船的轨道舱是一个圆柱体，总长度为2.8米，最大直径2.27米，一端与返回舱相通，另一端与空间对接机构连接。轨道舱被称为“多功能厅”，因为几名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外，其它时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉和清洁等诸多功能于一体。为了使轨道舱在独自飞行的阶段可以获得电力，轨道舱的两侧安装了太阳电池板翼，每块太阳翼除去三角部分面积为2.0×3.4米，轨道舱自由飞行时，可以由它提供0.5千瓦以上的电力。轨道舱尾部有4组小的推进发动机，每组4个，为飞船提供辅助推力和轨道舱分离后继续保持轨道运动的能力；轨道舱一侧靠近返回舱部分有一个圆形的舱门，为航天员进出轨道舱提供了通道，不过，该舱门的最大直径仅65厘米，只有身体灵巧、受过专门训练的人，才能进出自由。舱门的上面有轨道舱的观察窗。轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水和大小便收集器等生活装置外，还有空间应用和科学试验用的仪器设备。返回舱返回后，轨道舱相当于一颗对地观察卫星或太空实验室，它将继续留在轨道上工作半年左右。轨道舱留轨利用是中国飞船的一大特色，俄罗斯和美国飞船的轨道舱和返回舱分离后，一般是废弃不用的。作为航天员的“太空卧室”，轨道舱的环境很舒适，舱内温度一般在17至25摄氏度之间。返回舱神舟飞船返回舱又称座舱，长2.00米，直径2.40米（不包括防热层）。它是航天员的“驾驶室”，是航天员往返太空时乘坐的舱段，为密闭结构，前端有舱门。神舟飞船的返回舱呈钟形，有舱门与轨道舱相通。返回舱是飞船的指挥控制中心，内设可供3名航天员斜躺的座椅，供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。座椅前下方是仪表板、手控操纵手柄和光学瞄准镜等，显示飞船上各系统机器设备的状况。航天员通过这些仪表进行监视，并在必要时控制飞船上系统机器设备的工作。轨道舱和返回舱均是密闭的舱段，内有环境控制和生命保障系统，确保舱内充满一个大气压力的氧氮混合气体，并将温度和湿度调节到人体合适的范围，确保航天员在整个飞行任务过程中的生命安全。另外，舱内还安装了供着陆用的主、备两具降落伞。神舟号飞船的返回舱侧壁上开设了两个圆形窗口，一个用于航天员观测窗外的情景，另一个供航天员操作光学瞄准镜观测地面驾驶飞船。返回舱的底座是金属架层密封结构，上面安装了返回舱的仪器设备，该底座重量轻便，且十分坚固，在返回舱返回地面进入大气层时，保护返回舱不被炙热的大气烧毁。返回舱是航天员往返太空的“驾驶室”，内设可供航天员斜躺的座椅，供航天员起飞、上升和返回阶段乘坐。返回舱位于飞船中部，外形呈倒椎体钟形，它的侧壁开设了两个窗口供航天员观测外部环境，方便航天员驾驶飞船。与其他舱段不同的是返回舱外表面有烧蚀式防热层包裹，并装有主降落伞和备份降落伞，能在返回过程有效保护舱体和航天员。推进舱神舟飞船推进舱长3.05米，直径2.50米，底部直径2.80米，舱呈圆柱形，内部装载推进系统的发动机和推进剂，为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力，还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。两侧各有一对太阳翼，除去三角部分，太阳翼的面积为2.0×7.5米。与前面轨道舱的电池翼加起来，产生的电力将三倍于俄罗斯联盟号飞船，平均1.5千瓦以上。这几块电池翼除了所提供的电力较大之外，它还可以绕连接点转动，这样不管飞船怎样运动，它始终可以保持最佳方向获得最大电力，免去了“翘向太阳”所要进行的大量机动，可以在保证太阳电池阵对日定向的同时进行飞船对地的不间断观测。推进舱的尾部是飞船的推进系统。主推进系统由4个大型主发动机组成，它们在推进舱的底部正中。在推进舱侧裙内四周又分别布置了4对纠正姿态用的小推进器，说它们小是和主推进器比，与其他辅助推进器比它们可大很多。另外推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。推进舱又叫仪器舱或设备舱，是飞船姿态和轨道的“调整器”，能够为飞船提供动力，使飞船能够自如地调整飞行姿态轨道。附加段飞船附加段也叫飞船过渡段，是为将来与另一艘载人飞船或空间站交会对接做准备用的。在载人飞行及交会对接前，它也可以安装各种仪器用于空间探测。附加段存在于早期的神舟飞船上，主要用来完成与其他空间飞行器交会对接前的技术测试与验证工作。后期作为交会对接机构的安装位使用，此外也能够安装其他仪器进行空间探测。从“神舟”七号飞船开始附加段被空间对接机构所取代。 “神舟”飞船分舱段进行设计，主要是为了减少飞船返回部分的体积和重量。返回舱作为返回地面的舱段，装载着航天员和需带回地面的设备仪器；轨道舱则继续留在轨道工作，装载需留在轨道上完成特定工作的设备；推进舱中装入任务用过后不需要的部分，一同烧毁在大气层。通过减少飞船返回的舱段，可大大降低飞船返回的技术难度，此外飞船分舱设计的优势还在于，若飞船某舱段发生故障，不会影响其他舱段的正常工作，提高了飞船的安全性。第一阶段发射神舟一号到神舟四号飞船的无人飞行试验，全面考核了运载火箭的性能与可靠性、飞船的安全和可靠性、地面测试发控系统的适应性以及其他各大系统的可靠性。神舟一号基本信息发射时间：1999年11月20日06时30分发射火箭：新型长征二号F运载火箭。飞船进入轨道飞行时间：火箭起飞约10分钟，飞船与火箭分离，进入预定轨道。返回时间：1999年11月21日03时41分发射地点：酒泉卫星发射中心着陆地点：内蒙古中部地区飞行时间/圈数：21小时11分/14圈技术创新首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试，整体垂直运输至发射场，并进行远距离测试发射控制的新模式。中国在原有航天测控网的基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网，也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望”号测量船对其进行了跟踪与测控，成功进行了一系列科学试验。搭载物品包括：一是旗类，中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等；二是各种邮票及纪念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子，此外还有甘草、板蓝根等中药材。任务意义世界各国评论高度评价我国实施载人航天工程的第一次飞行试验，称其标志着中国航天事业迈出了重要步伐，对突破载人航天技术具有重要意义，是中国航天史上的重要里程碑。神舟一号是神舟飞船的原型机，其发射、回收成功，验证了载人航天工程全系统和飞船系统的可靠性。神舟二号基本信息发射时间：2001年01月10日01时00分发射火箭：新型长征二号F运载火箭，此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行，也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。飞船进入轨道所需飞行时间：飞船起飞十三分钟后，进入预定轨道。返回时间：2001年01月16日19时22分发射地点：酒泉卫星发射中心着陆地点：内蒙古自治区中部地区飞行时间/圈数：6天零18小时22分/108圈试验项目中国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成。与神舟一号试验飞船相比，神舟二号飞船的系统结构有了新的扩展，技术性能有了新的提高，飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍，中国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验，其中包括：进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长、蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长、还有植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。任务意义神舟二号航天飞船发射返回，是中国载人航天工程的第二次飞行试验，标志着中国载人航天事业取得了新的进展，向实现载人航天飞行迈出了重要的一步。神舟三号基本信息发射时间：2002年03月25日22时15分神舟三号升空发射火箭：新型长征二号F运载火箭飞船进入轨道所需飞行时间：火箭点火升空10分钟后，飞船成功进入预定轨道。返回时间：2002年04月01日16时54分发射地点：酒泉卫星发射中心着陆地点：内蒙古自治区中部地区飞行时间/圈数：6天零18小时39分/108圈. 技术创新神舟飞船进行空间试验的有效载荷公用设备十项，44件之多，包括：卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍，微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验；空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验；其余设备均是首次在太空作试验。神舟三号飞船中安装了模拟人及人体代谢模拟装置、医监设备和舱内辐射环境监测设备等，并进行了相应试验[41]。任务意义神舟三号飞船是一艘正样无人飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。与神舟二号飞船飞行试验相比，主要是增加了逃逸和应急救生功能。飞船具备待发段和上升段应急救生功能，完善了备份伞子系统；运载火箭具备了故障检测和逃逸功能，控制分系统采用了冗余技术。飞船在轨飞行期间，各分系统和有效载荷性能稳定，运行良好，取得了大量宝贵的飞行试验和科学实验数据，圆满完成了预定试验任务。其中，飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常，验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统，证明这套系统完全能满足载人的医学要求。飞船轨道舱继续在轨运行，并进行多光谱对地遥感观测和地球环境监测等空间科学和应用试验。神舟三号飞船的成功发射和返回，表明中国载人航天工程技术日臻成熟，为最终实现载人飞行打下坚实基础；同时也表明中国利用飞船开展空间科学研究和空间资源开发进入了新的发展阶段。神舟四号基本信息发射时间：2002年12月30日00时40分神舟四号升空发射火箭：长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭的第69次飞行。飞船进入轨道所需飞行时间：火箭点火升空十几分钟后，飞船成功进入预定轨道返回时间：2003年01月05日19时16分发射地点：酒泉卫星发射中心着陆地点：内蒙古自治区中部地区飞行时间/圈数：6天零18小时36分/108圈搭载物品神舟四号搭载除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外，其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行，一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，另一对是植物细胞“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说，在微重力条件下，细胞在融合液中的重力沉降现象将消失，更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”，此项研究将为空间制药探索新方法。任务意义神舟四号飞船是中国载人航天工程的第三艘正样无人飞船，除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。在这次飞行中，载人航天应用系统、航天员系统、飞船环境控制与生命保障分系统全面参加了试验，先后在太空进行了对地观测、材料科学、生命科学试验及空间天文和空间环境探测等研究项目；预备航天员在发射前也进入飞船进行了实际体验。飞船在轨飞行期间，船上各种仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量宝贵的飞行试验数据和科学资料。中国载人航天工程的飞行任务规划表明，中国空间站工程分为关键技术验证，建造和运营三个阶段实施，其中关键技术验证阶段安排了长征五号B运载火箭首飞、空间站天和核心舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船等6次飞行任务；建造阶段安排了问天实验舱、梦天实验舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船等6次飞行任务。中国空间站命名为“天宫”，具有鲜明的中国特色和时代特征，总体方案优化，通过交会对接和转位组装构成空间站本体。其基本构型包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ，每个舱段规模20吨级。空间站在轨运行期间，由神舟载人飞船提供乘员运输，由天舟货运飞船提供补给支持。空间站设计寿命10年，可根据需要，通过维护维修进一步延长寿命。额定乘员3人，乘组轮换期间短期可达6人。天和舱用于空间站的统一管理和控制以及航天员生活，有3个对接口和2个停泊口。停泊口用于问天舱、梦天舱与天和舱组装形成空间站组合体；对接口用于神舟飞船、天舟飞船及其他飞行器访问空间站。《2021中国的航天》白皮书指出，未来五年，中国将继续实施载人航天工程，发射“问天”实验舱、“梦天”实验舱、“巡天”空间望远镜以及“神舟”载人飞船和“天舟”货运飞船，全面建成并运营中国空间站，打造国家太空实验室，开展航天员长期驻留、大规模空间科学实验、空间站平台维护等工作。深化载人登月方案论证，组织开展关键技术攻关，研制新一代载人飞船，夯实载人探索开发地月空间基础。为进一步提升载人航天工程的综合能力和技术水平，中国将研制新一代载人运载火箭和新一代载人飞船。其中，新一代载人运载火箭和新一代载人飞船返回舱都可以实现可重复使用。新一代载人飞船综合能力将大幅提升，可以搭载7名航天员。神舟飞船“三舱一段”的结构与总体方式具有鲜明的中国特色。神舟飞船起点高，一步到位，智能化程度较高。虽然中国载人航天工程起步较晚，但并不是从“加加林”时代的飞船起步：先搞无人飞船，再搞单人飞船，最后才是多人飞船，而是一步迈过美苏的四十年发展历程，实现了跨越式的发展。世界其他国家的载人飞船是从搭载小动物开始试验航天员环境控制与生命保障系统的，中国则采用了先进的现代装置——模拟假人，模拟“航天员”所消耗的氧气与二氧化碳，通过先进的地面医监台测试“航天员”的生理信号变化。中国神舟飞船的起飞质量和座舱最大直径，远大于美国“水星”号和苏联“东方”号。神舟飞船的构形比“水星”号和“东方”号的两舱构形具有更多的功能，在舱段间的电、气、液路连接与分离技术等技术方面也更复杂。在电源方面神舟飞船采用了太阳电池阵为主的电源方案，比“水星”号、“东方”号的电源系统技术上有了很大的进步。尤其是神舟飞船采用了升力式返回再入，由GNC分系统进行再入过程中的升力控制，是比弹道式再入更为先进的返回方式，可以大大提高飞船返回着陆点的精度和降低再入过载峰值，减轻航天员返回地面时承受过载的痛苦。神舟飞船与20世纪90年代国外的先进载人飞船相比，从再入方式、着陆精度和再入过载峰值等指标上大致与俄罗斯联盟TMA飞船相当，并为航天员的工作和生活创造了更为舒适的环境。神舟是我国天地往返运输的优良工具，堪称摆渡天河的真正神舟。