神舟軌道艙“變形記”

神舟飛船是我國目前唯一一款現(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、推進艙組成，從神舟一號開始就是如此。所以我們難免會有一種錯覺，神舟一號到神舟十三號都是一樣的。其實不然，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，飛船返回艙和推進艙的職能相對固定：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；推進艙，顧名思義為飛船提供推進動力，發(fā)動機、電源等都位于推進艙，因此，推進艙的角色——飛船的能源艙+動力艙。

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

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01

第一階段：配重空艙

神舟一號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)實驗/技術(shù)試驗艙

從神舟二號起，軌道艙被賦予了空間科學(xué)實驗/技術(shù)試驗艙的職能。從神舟二號到神舟六號，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，在軌道艙分離后獨立飛行期間為設(shè)備提供電源。

神舟二號模擬圖

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

正在吊運的神舟六號飛船軌道艙

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

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

神舟五號軌道艙安裝有對地觀測的相機

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

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03

第三階段：生活艙+工作艙+貨物艙

從神舟五號起，飛船開始執(zhí)行載人任務(wù)，楊利偉第一次飛天由于時間較短未進入軌道艙，所以嚴格來講，從神舟六號任務(wù)開始，軌道艙在開展科學(xué)實驗/技術(shù)試驗的基礎(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、睡覺的場所。同時，軌道艙也是航天員的工作艙，我國在神舟六號內(nèi)首次開展了有人參與的空間科學(xué)實驗，使我國成為世界上第三個能夠進行有人參與的空間科學(xué)試驗的國家。

食品加熱裝置

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

此外，軌道艙還被用作貨物艙，運送飛船正常運行所需的備品、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

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

氣閘艙，與長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，是我國航天的獨創(chuàng)之舉。

神舟七號航天員從軌道艙出艙艙門出艙

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

此外，神舟七號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，屬我國首次在軌實拍航天器。

伴星拍攝的神舟七號照片

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

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第五階段：交會對接機構(gòu)登艙

從神舟八號開始中國載人航天進入了空間實驗室/空間站時代，飛船的空間科學(xué)實驗職能逐步被天宮空間實驗室以及現(xiàn)在的天宮空間站替代，軌道艙的“空間科學(xué)實驗/技術(shù)試驗艙”角色被淡化，變成了支持完成交會對接，使航天員順利進入空間實驗室/空間站，也就是說對于飛船軌道艙來說，進入了交會對接時代。

軌道艙頂端的附加段被取消，換為對接機構(gòu)以及軌道艙前艙門，飛船與空間實驗室/空間站完成對接并形成組合體后，航天員穿過軌道艙前艙門進入空間實驗室/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)后與空間實驗室/空間站分離。

天宮一號拍攝的神舟八號

（圖片來源：中國載人航天工程官網(wǎng)）

神舟八號后，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) 空間實驗室