1 概述

1992年9月21日，中国正式作出实施载人航天工程的决策，批准载人飞船工程启动实施，明确了中国载人航天“三步走”的发展战略。第一步是发射载人飞船，建成初步配套的实验性载人飞船工程，开展空间应用实验。第二步是突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术、推进剂补加技术，发射空间实验室和货运飞船，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步是建造空间站，解决较大规模、长期有人照料的空间应用问题。

中国空间技术研究院（简称研究院）是中国载人航天任务的主体承研单位，截至2017年底，研制并发射了11艘“神舟”飞船、天宫一号目标飞行器和天宫二号空间实验室，以及1艘货运飞船天舟一号，成功突破并验证了载人天地往返、太空出舱活动、空间交会对接、空间站货物补给、推进剂在轨补加等载人航天关键技术。

2 发展历程

“神舟”飞船

研究院研制了神舟一号至十一号共11艘“神舟”系列飞船。

1999年11月20日，研制院研制的神舟一号飞船成功发射，开启了中国载人航天的征程。神舟一号飞船是中国第一艘无人试验飞船，在太空飞行21h后，返回舱在中国内蒙古中部地区成功着陆。该飞船是初样电性船，采用最小配置，仅有与飞船返回系统紧密相关的9个分系统。此次飞行试验成功验证了飞船关键技术和系统设计的正确性，考核了飞船系统的舱段分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术和回收着陆技术等五大关键技术的可靠性。

此后，研究院研制的神舟二号、三号和四号飞船分别于2001年1月、2002年3月和2002年12月成功发射。神舟二号是中国第一艘基本达到正样要求的无人飞船，神舟三号是第一艘正样飞船，神舟四号是完全按照载人状态设计的无人飞船。

研究院研制的神舟五号载人飞船于2003年10月15日9时发射，在轨正常运行14圈后，于10月16日6时23分安全返回至主着陆场预定落区，航天员杨利伟自主出舱，圆满完成了中国首次载人飞行试验任务，标志着中国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术的国家。

神舟五号载人飞船在神舟四号研制的基础上，对乘坐的安全性与舒适性又做了进一步改进和完善。神舟五号自动化程度非常高，制导、导航控制和数据管理分系统均具有较强的容错能力。为保证航天员的生命安全，设置了多种安全救生模式和百余种故障对策方案。

神舟五号载人飞船在内蒙古主着陆场成功着陆后，杨利伟自主出舱

研究院研制的神舟六号飞船于2005年10月12日发射，将费俊龙和聂海胜两名航天员送入太空，该任务首次实现了“真正有人参与的空间飞行试验”，使中国载人航天实现了从“一人一天”到“多人多天”载人飞行的重大跨越。

“神舟”飞船整船热真空试验

“神舟”飞船返回舱回收试验

神舟六号飞行任务圆满成功

神舟七号航天员翟志刚出舱时挥动国旗

研究院研制的神舟七号飞船于2008年9月25日发射，将翟志刚、刘伯明和景海鹏3名航天员送入太空，翟志刚完成了太空行走任务，使我国成为世界上第三个独立掌握空间出舱活动技术的国家。飞船还与天链一号中继卫星进行了中国国内首次天地数据中继系统数据传输试验。

研究院研制的神舟八号飞船于2011年11月1日发射，它与天宫-1目标飞行器完成了中国首次空间无人自控交会对接试验，标志着中国已基本掌握空间交会对接技术。

研究院研制的神舟九号飞船于2012年6月16日发射，将景海鹏、刘旺、刘洋3名航天员送入太空。神舟九号与天宫一号以组合体方式飞行10天，航天员进入天宫一号，中国首次在轨实现人员和货物在飞行期间的转移，完成了运输任务。

研究院研制的神舟十号飞船于2013年6月11日发射，将聂海胜、张晓光和王亚平3名航天员送入太空。其与天宫一号成功实施1次手动对接和1次近距离交会试验，与天宫一号形成组合体飞行期间，开展了密封圈更换等在轨维修操作工作。飞船首次绕飞天宫一号，为未来与空间站对接做准备。此次试验是载人天地往返运输系统首次应用性飞行，验证了航天员在轨驻留保障技术，进一步验证和巩固了中国的交会对接技术，并执行了中国首次在轨维修操作、太空授课活动，使中国载人航天工程战略“三步走”第二步第一阶段任务完美收官。

神舟九号航天员手控交会对接训练

神舟十号航天员出舱后挥手致意

打造中的神舟十一号载人飞船

研究院研制的神舟十一号载人飞船于2016年10月17日发射，将景海鹏、陈冬送入太空。在轨期间，其与天宫二号空间实验室自动交会对接成功。此次交会对接首次模拟了未来空间站交会对接方式，即载人飞船利用自身机动能力去追踪空间站。此次任务开展了丰富的在轨实验/试验和科普活动。神舟十一号飞船按照60人天驻留要求设计，优化了轨道舱布局。

天宫一号进行总装

“天宫”空间实验室

中国载人航天工程第二步任务重点放在航天器交会对接和航天员空间活动等重大技术突破上。2006年3月，国家批准同意成立载人航天工程空间实验室系统。

研究院研制的天宫一号目标飞行器于2011年9月29日发射升空，它是为实施载人航天工程交会对接任务自主研制的全新载人航天器，具备空间实验室长寿命、短期有人驻留的技术特点，是一个功能基本完整、规模较小的试验性空间实验室。天宫一号分别于2011年11月、2012年6月和2013年6月与神舟八号、九号、十号飞船成功进行了交会对接试验，突破和掌握了空间交会对接技术，建成了支持航天员在轨中短期驻留的载人空间试验平台，中国成为了世界第三个掌握空间交会对接技术的国家。

天宫一号采用两舱方案构型，由实验舱和资源舱组成，飞行器总长10．4m，最大直径3．35m，发射质量为8600kg。实验舱是飞行器的控制舱，也是航天员的工作舱和生活舱，最大直径3．35m，轴向长度6．4m，舱内可提供航天员活动的空间为15m2。

洞察天宫一号内部

天宫一号也是中国首个低轨长寿命载人航天器，在轨运行寿命设计为两年。研究团队开展了设备材料的长寿命设计，以及中期在轨驻留资源配置等分析与研究。针对转动部件、材料老化、资源消耗和空间环境影响方面进行了25项寿命试验验证。此外，通过采用专用防护板和辐射器结合的空间碎片防护技术，解决了目标飞行器易受空间碎片撞击损坏的难题。

研究院研制的天宫二号空间实验室于2016年9月15日发射，它是中国第一个真正意义上的空间实验室。天宫二号先后接受了神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船的访问，验证了航天员中期驻留和推进剂在轨补加技术，这两项技术是未来空间站建成并运行的重要基础。此外，开展了大规模的空间科学和应用实验。天宫二号与天宫一号相比，外形没变，但为满足推进剂补加验证试验需要，对推进分系统进行了适应性改造；为满足中期驻留需要，对载人宜居环境进行了重大改善。

“天舟”货运飞船

“天舟”货运飞船是中国载人航天工程“三步走”战略中载人空间站工程的重要组成部分。

2017年4月20日，研究院研制的天舟一号货运飞船成功发射，它是中国首艘货运飞船。在轨期间，它与天宫二号空间实验室完成多次交会对接，与天宫二号形成组合体飞行，进行了大量在轨试验/实验，成功验证了空间站货物补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等关键技术，突破和掌握推进剂在轨补加技术，为中国空间站组装建造和长期运营扫清了能源供给上的障碍，使中国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。天舟一号飞行任务取得圆满成功，标志着中国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站”时代。

“天舟”货运飞船最大装载状态下质量达13．5t，是中国目前为止体积最大、质量最大的用于载人航天任务的货运航天器。其上行货物运输能力为6．5t，推进剂补加能力约为2t，具备独立飞行3个月的能力。

天舟一号进行热真空试验

天舟一号的推进舱由“神舟”推进舱的一层变成了两层，贮箱数量由原来的4个增加为8个，分属于两个独立设计的推进剂贮箱系统，不仅可为天宫二号携带一箱推进剂，还能把用于自身控制的推进剂“转让”出去。推进舱可以装载2．4～3．5t的推进剂，最高装载量是天宫二号推进剂携带量的2．5倍。

3 未来展望

中国载人航天工程的第三步是建成和运营近地载人空间站，使中国成为独立掌握近地空间长期载人飞行技术、具备长期开展近地空间有人参与科学技术试验和综合开发利用太空资源能力的国家。

研究院为中国载人航天工程第三步空间站系统研制的1个核心舱和2个实验舱预计将于2019～2022年间陆续发射。研究院研制的光学舱也计划于2022年前后发射入轨，光学舱系统作为空间站的“巡天”平台，将与空间站共轨飞行，支持多功能光学设施开展巡天和对地观测；需要时可与空间站主体对接，开展推进剂补加、设备维护和载荷设备升级等活动。

研究院将持续加强技术创新，为中国后续的载人航天工程及和平利用和开发空间资源，担负起更多的责任，做出新的更大的贡献。