载人火箭教学课件

载人火箭教学课件本课件将全面介绍载人火箭的基本原理、技术特点和中国航天事业的发展历程通过系统讲解载人火箭的组成结构、工作原理以及重大发射任务，帮助学习者深入了解中国空间探索的重要成就和未来发展方向中国载人航天工程自年立项以来，已成功将中国人送入太空并建成自己的空间1992站，彰显了中国在世界航天领域的重要影响力什么是载人火箭？载人火箭是专门设计用于将宇航员安全送入太空的运载工具，它不仅需要强大的推力系统，还必须配备完善的生命保障和安全防护装置与无人火箭相比，载人火箭对可靠性和安全性的要求更为严格，通常需要额外的应急逃逸系统和冗余设计，以确保宇航员在任何情况下都能安全返回地面作为人类探索宇宙的重要工具，载人火箭代表着航天技术的最高水平载人火箭的基本组成发动机系统燃料舱火箭的动力来源，通过燃料燃烧产生巨储存推进剂的容器，通常分为氧化剂和大推力中国长征二号火箭采用四台燃料两部分长征系列火箭主要使用液F主发动机，总推力达到千态氧和煤油组合，确保高效稳定的燃烧YF-20B3000牛过程指令舱与逃逸塔指令舱是宇航员乘坐的舱室，配备生命保障系统；逃逸塔安装在火箭顶端，在发射异常时能快速将宇航员带离危险区域火箭动力学原理牛顿第三定律火箭推进原理基于牛顿第三定律作用力与反作用力火箭向后喷射高速气体（作用力），同时获得向前的推力（反作用力）关键物理概念比冲单位推进剂产生的推力，单位为秒，越高效率越好•推力火箭发动机产生的前进动力，通常以牛顿或千牛为单位•质量比火箭总质量与空载质量之比，决定最大速度•火箭推进系统种类液体燃料推进系统固体燃料推进系统混合动力推进系统使用液态氧、液氢或煤油等液态推进剂优点推进剂为固态，结构简单可靠，储存期长一结合液体和固体燃料的优点，一种成分为固是可控性强，可调节推力，甚至可以关闭后重旦点火无法停止，多用于助推器或军用导弹体，另一种为液体具有可控性好且结构相对新点火；缺点是结构复杂，需要精密泵送系中国长征火箭的助推器通常采用固体燃料设简单的特点，在一些新型火箭和太空探索任务统中国神舟系列使用的长征二号火箭主要计，提供额外起飞推力中得到应用F采用这种推进方式载人火箭的技术难点高可靠性与安全性需求载人火箭必须达到以上的可靠性，远高于普通运载火箭这要

99.9%求每个系统都有备份方案，并经过严格的故障模式分析中国载人火箭采用了多项可靠性设计措施，包括关键系统三重冗2000余、全流程故障检测与自动切换等技术多级分离与精确控制火箭在飞行过程中需要精确分离多个级段，每次分离都是高风险操作，要求毫秒级的精确控制和可靠执行逃逸系统原理与举例异常检测多重传感器实时监测火箭状态，当检测到严重异常（如推力不足、偏航过大）时，自动或人工触发逃逸系统逃逸塔点火逃逸塔上的固体火箭发动机快速点火，产生强大推力（通常为火箭总重的倍），在秒内将载人舱拉离危险区域3-41-2返回着陆载人舱与火箭分离后，抛弃逃逸塔，打开降落伞，按正常返回程序着陆神舟飞船的逃逸系统在地面至公里高度均可工作200美国阿波罗计划采用类似设计，并在阿波罗索尤兹测试计划中成功使用过逃逸系-统载人火箭研发流程1概念设计阶段确定火箭的基本参数，包括推力需求、有效载荷、飞行轨道等中国载人火箭从概念到实现通常需要年时间5-82关键技术攻关针对推进系统、控制系统、结构设计等核心技术进行攻关，解决技术瓶颈长征二号火箭攻克了多项关键技术F2003原型研制与测试制造火箭各部件原型并进行严格测试，包括地面点火试验、振动测试等每个系统都需要通过数百次测试验证4工程定型与生产完成设计定型后进入生产阶段，按照严格的航天级质量标准制造火箭部件，并进行总装与集成测试载人火箭发射流程发射前准备火箭与飞船总装、测试与检查，航天员训练与准备，发射场设施准备通常需要个月完成1-2加注与倒计时火箭运抵发射台，加注推进剂（液氧、煤油等），航天员进入飞船，进入最后倒计时阶段点火与起飞主发动机点火，火箭离开发射台，垂直上升阶段此阶段加速度逐渐增加，约分钟后进入姿态调整1级间分离助推器分离，一级火箭分离，二级点火，整个过程精确控制，确保平稳过渡入轨与对接飞船与火箭分离，进入预定轨道，准备与空间站或其他目标对接载人火箭与运载火箭区别主要区别•安全要求更高载人火箭需配备逃逸系统，可靠性要求达

99.9%以上•振动控制载人火箭需控制振动在人体可承受范围内，加速度通常不超过4g•生命保障需配备环境控制与生命保障系统ECLSS，维持舱内适宜环境•结构强度考虑到人员安全，载人火箭结构安全系数更高•通信系统需配备可靠的双向通信系统，确保与航天员保持联系长征二号F火箭专为载人任务设计，比普通运载火箭增加了200多项可靠性与安全设计世界首例载人火箭苏联Vostok1历史性突破年月日，苏联宇航员尤里加加林乘坐东方号飞1961412·1Vostok-1船，由火箭发射升空，成为首位进入太空的人类R-7技术特点总重吨，高约米•27738采用液体推进剂（液氧煤油）•+单级半设计，核心级加四个助推器•轨道高度最低公里，最高公里•169327飞行时间分钟，完成地球一周•108这次飞行揭开了人类太空时代的序幕，引发了美苏太空竞赛，推动了载人航天技术的快速发展美国阿波罗项目米吨吨1113700130火箭高度发射重量入轨载荷是迄今为止最高、最重、推力最大的包括火箭本体、推进剂及阿波罗飞船系统能将吨有效载荷送入近地轨道，创造至今Saturn V130载人火箭未被打破的记录年月日，阿波罗号任务中，尼尔阿姆斯特朗和巴兹奥尔德林成功登陆月球，实现了人类首次登月阿波罗计划共进行了次196972011··17Saturn发射，成功率达到，被认为是世纪人类最伟大的工程成就之一V100%20中国载人火箭发展历程总览1起步阶段1970-1992年代开始研究载人航天技术，积累基础经验年，中国正式批19701992准载人航天工程，代号工程9212无人试验1999-2002年月，长征二号火箭成功发射神舟一号无人试验飞船，标志着中199911F国载人航天技术取得重大突破随后又进行了神舟二号至四号的无人试验3载人飞行2003-2012年月日，神舟五号搭载杨利伟进入太空，中国成为世界第三个20031015独立掌握载人航天技术的国家此后，神舟六号至九号任务不断拓展技术边界4空间站建设至今2013-经过天宫一号、天宫二号空间实验室阶段，中国于年开始建造自己的2021空间站，标志着中国载人航天进入新阶段中国关键任务回顾

①神舟系列神舟五号首次载人飞行2003年10月15日，杨利伟乘坐神舟五号飞船进入太空，在轨飞行21小时，成功返回这次任务使中国成为继俄罗斯、美国之后第三个独立将人送入太空的国家神舟六号至十号任务多样化•神舟六号2005首次多人多天飞行，费俊龙、聂海胜在轨5天•神舟七号2008翟志刚完成中国首次太空行走•神舟九号2012首次载人交会对接，刘洋成为首位中国女航天员•神舟十号2013首次开展太空授课活动中国关键任务回顾

②天宫空间实验室天宫一号天宫二号20112016中国首个太空实验室，重量吨，支持短改进型空间实验室，支持中期驻留神舟十

8.5期载人访问与神舟八号、九号、十号飞船一号任务中，景海鹏和陈冬在天宫二号中驻成功完成交会对接试验，验证了自主交会对留天，创造中国航天员太空驻留新纪录33接技术科学成果技术验证开展了空间材料科学、微重力流体物理、空两个天宫任务验证了再生生命保障、长期在间生命科学等领域的多项实验，取得丰硕轨运行、空间站组装等关键技术，为后续空40科研成果间站建设奠定基础新一代火箭长征五号B专为空间站研制的重型火箭长征五号是在长征五号基础上专门为空间站舱段发射任务研制的重B型运载火箭，具有更大的运载能力和更高的可靠性主要技术参数最大运载能力吨近地轨道•22LEO高度约米•

53.7起飞重量约吨•849最大推力约千牛•2600芯级直径米（中国最大直径火箭）•5长征五号已成功将天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱送入轨B道，完成中国空间站的基本构建神舟飞船四大系统解析推进系统负责轨道调整和姿态控制，采用四台主发动机和多组小推力发动机，使用偏二甲肼和四氧化二氮推进剂，具备多次启动和精确控制能力返回舱呈钟形，内部空间约为立方米，可容纳名航天员配备控制系统、生命保障63系统和降落系统，是航天员在太空生活和返回地球的主要场所轨道舱位于返回舱前端，提供额外生活和工作空间，内置科学实验设备在返回前与飞船分离，可独立在轨运行一段时间继续执行任务服务舱位于返回舱后部，装有太阳能电池阵、推进系统、燃料箱和其他支持设备为飞船提供能源和推进力，确保飞船正常运行载人火箭的可靠性设计冗余系统设置载人火箭采用多重冗余设计理念，关键系统通常具有套独立备2-3份例如，神舟飞船的姿态控制系统有三套独立工作的控制回路，即使两套失效，第三套仍能确保安全自动人工应急切换机制/在火箭飞行过程中，控制系统可根据传感器数据自动检测异常并切换到备份系统同时，航天员和地面控制中心也可通过人工指令进行系统切换，形成人机地三重保障--长征二号火箭的可靠性设计包含多项安全冗余措施和多项安F1702000全检查项目，确保以上的任务成功率

99.95%航天员生存保障技术环控生保系统ECLSS这是维持航天员生命的核心系统，主要功能包括氧气供应通过化学制氧或水电解提供呼吸所需氧气•二氧化碳去除利用特殊吸附剂清除呼出的二氧化碳•温湿度控制维持舱内温度在，湿度在•17-25℃40-60%水循环与净化回收和净化水资源，实现部分闭环利用•座椅缓冲与着陆缓冲航天员座椅采用特殊减震设计，可吸收发射和着陆过程中的冲击力座椅形状根据人体工程学定制，配备五点式安全带系统神舟飞船返回舱底部安装有缓冲气囊和蜂窝状铝结构，可吸收着陆冲击力，将减速度控制在安全范围内飞船与火箭的对接与分离机制机械爆炸螺栓分离/火箭级间分离和飞船分离通常采用爆炸螺栓技术这些特殊设计的螺栓在接收到信号后会在特定断裂点精确爆炸，实现快速、可靠的分离中国载人火箭上使用的爆炸螺栓可在几毫秒内完成分离，并采用多重触发电路确保可靠性级间分离还配合弹簧推力机构，确保分离后的安全距离自动对接接口神舟飞船采用国际通用的雄雌式对接机构，包括主动端雄和被动端雌对接过程由雄端锁定销插入雌端接收锥，然后通过电动机构拉紧并锁定，形成气密连接中国研发的对接机构具有厘米、度的捕获容错能力，大大提高±10±8了对接成功率火箭航路与轨道力学1发射阶段弹道控制火箭发射初期遵循预设弹道曲线飞行，通过实时姿态调整确保按计划轨迹运行这一阶段主要受重力、推力和空气阻力影响，需要精确的推力矢量控制长征二号火箭采用双层控制策略内环控制姿态稳定性，外环控制弹道精度F2轨道入轨与调整火箭将飞船送入预定轨道后，飞船需要根据任务要求进行轨道调整常用技术包括霍曼转移轨道，这是一种燃料效率最高的椭圆轨道转移方式Hohmann Transfer神舟飞船通常先进入公里的椭圆轨道，然后逐步调整至与空间站相同的圆200×300形轨道3交会对接轨道计算实现与空间站的交会对接需要复杂的轨道计算和精确控制首先进行远程接近从数百公里到几公里，然后进入自主控制阶段从几公里到对接中国采用的四脉冲交会对接策略，平均燃料效率比国际通用方法提高15%控制与导航惯性测量单元IMU惯性测量单元是火箭导航系统的核心，通过测量加速度和角速度确定火箭的位置和姿态中国载人火箭采用激光陀螺仪和石英加速度计组成的高精度，精度达到度小时IMU

0.01/导航算法火箭导航系统采用卡尔曼滤波等先进算法，融合惯性导航、星敏感器和地面测量数据，实时计算位置和速度中国自主研发的导航算法具有强大的抗干扰能力和高精度特性姿态与轨迹修正火箭通过喷气偏转、姿态发动机或栅格舵调整姿态轨迹修正通过发动机短时点火实现，精度可达米秒神舟飞船的精确控制系统允许1/其在太空中保持度的姿态精度±

0.5载人火箭火控系统指令舱主控自动控制系统地面发令功能航天员可通过指令舱控制台操作火箭关键系火箭主要依靠自动控制系统完成飞行任务北京航天飞行控制中心可向火箭发送关键指统控制界面设计简洁直观，采用颜色编码系统采用三重冗余设计，能自动检测异常并令，如紧急中止或轨道修正通信链路采用和物理保护装置防止误操作神舟飞船控制切换备份中国载人火箭控制系统采用容错加密技术和多重确认机制，防止误操作和外台有超过个开关和显示器，但关键操作计算机，即使部分电路失效也能继续工作部干扰地面控制中心有权在危险情况下越100只需少量简单步骤过自动系统直接控制火箭载人火箭的通信系统多重通信链路载人火箭配备多种通信系统，确保与地面控制中心保持不间断联系频段主要用于语音通信和遥测数据传输•S2-4GHz频段用于高带宽数据传输，如高清视频•X8-12GHz频段作为紧急备份通信链路•UHF抗干扰技术通信系统采用先进的抗干扰技术，包括跳频技术频率随时间快速变化，难以被干扰•数据加密所有通信内容经过多层加密•自动重传检测到通信错误时自动重传•中国载人航天通信网由地面站和中继卫星组成，覆盖飞行全过程，无论飞船位于地球哪一面都能保持通信载人火箭的材料科学高强度轻质合金火箭结构主要采用铝锂合金、钛合金等材料，具有强度高、密度低的特点长征二号F火箭采用的铝锂合金比传统铝合金强度高30%，重量轻10%，大大提高了运载效率防高温热防护层返回舱外表面覆盖特殊热防护材料，可耐受再入大气层时3000℃以上的高温中国神舟飞船采用酚醛树脂基碳纤维复合材料和轻质陶瓷瓦片组成的多层隔热系统碳纤维复合材料火箭的燃料箱、舱体等部位大量使用碳纤维复合材料，强度是钢的5倍而重量只有五分之一中国自主研发的T800级碳纤维已应用于新一代载人火箭，替代进口材料抗辐射电子材料航天电子设备需抵抗太空辐射，采用特殊处理的硅基半导体、氮化镓等材料中国载人航天电子元器件采用三防处理（防潮、防霉、防盐雾），使用寿命超过15年重要任务失败原因分析挑战者号航天飞机事故1986在发射秒后爆炸解体，名宇航员全部遇难主要原因是固体火箭助推器737型密封圈在低温环境下失效，导致热气体泄漏，引燃外部燃料箱O教训低温环境下材料性能变化的重要性；发射决策不应受外部压力影响联盟号事故111971返回时舱内减压阀过早打开，导致舱内迅速失压，名宇航员因缺氧遇难3这是迄今唯一的太空舱内遇难事故教训关键系统需多重保险；宇航员应装备个人生命保障设备哥伦比亚号解体2003返回地球时解体，名宇航员遇难原因是发射时外部燃料箱脱落的隔热泡7沫击伤了机翼前缘热防护系统教训看似微小的问题可能带来灾难性后果；需要完善在轨检查程序载人火箭的应急逃生操作全流程演习每位航天员必须完成数百小时的应急逃生演习，熟悉各种可能的紧急情况和应对程序训练内容包括发射台紧急撤离在火箭加注燃料后如何安全快速撤离•逃逸塔启动后的高适应承受可达的短时加速度•G14G返回舱应急开舱和撤离在各种环境下（水上、陆地、沙漠）•太空舱火灾和减压应对使用灭火设备和氧气面罩•应急切换判据航天员和地面控制中心根据严格的判据决定是否启动应急程序推力不足如实际推力低于预期值的•85%姿态异常如偏航角超过预设安全范围•关键系统失效如多重冗余系统同时失效•结构完整性威胁如检测到严重泄漏或破损•中国载人航天系统设定了多项应急判据，涵盖火箭发射全过程200国际载人火箭对比国家代表型号首飞年份最大载重中国长征二号吨F

19998.6美国吨Saturn V1967140美国现役猎鹰号重型猎鹰吨9/2010/

201822.8/

63.8俄罗斯联盟吨FG

20017.1欧洲阿丽亚娜无载人吨5199620印度开发中吨GSLV MkIII201410各国载人火箭在设计理念和技术路线上存在差异中国长征二号设计强调安全可靠，美国现代火箭注重可重复使用，俄罗斯联盟火箭则以简单可F靠著称随着新一代重型火箭的发展，中国在载人运载能力上将大幅提升国际合作与空间站中俄航天合作中美航天关系中俄在载人航天领域有深入合作中美航天合作面临挑战早期技术支持年中俄签订航天技术合作协议，俄罗斯为中沃尔夫条款限制美国国会立法禁止与中国直接合作•1995•NASA国提供了联盟飞船相关技术支持国际空间站排除中国未被邀请参与国际空间站计划•宇航员培训多名中国宇航员在俄罗斯星城接受过培训•潜在合作领域深空探测、太空碎片管理等非敏感领域存在合作•空间站互访两国已签署协议，将互派宇航员访问对方空间站可能•月球探测签署国际月球科研站合作备忘录民间交流两国航天机构科学家保持学术交流••中国空间站已宣布向全球开放，欢迎各国宇航员访问和开展实验，展现了中国推动国际航天合作的开放姿态已有个国家的实验项目被选中在中国空间站17实施火箭发射场地设备中国主要发射中心•酒泉卫星发射中心中国首个航天发射场，位于甘肃省，是载人航天任务的主要发射场•文昌航天发射场位于海南岛，靠近赤道，有利于发射大型火箭，是长征五号系列的主要发射场•西昌卫星发射中心主要负责地球同步轨道卫星发射•太原卫星发射中心专注于太阳同步轨道卫星发射关键地面设备•发射塔架提供火箭垂直支撑和工作平台•燃料加注系统为火箭安全加注液态氧、煤油等推进剂•环境控制系统维持载人舱内适宜温湿度•安全监测系统实时监控火箭状态和周边环境•应急救援设施应对紧急情况的设备和人员中国空间站工程进展1天和核心舱2021年月日，长征五号火箭成功将天和核心舱送入预定轨道作为2021429B空间站的心脏，核心舱长米，最大直径米，重约吨，提供航

16.

64.

222.5天员生活区域和控制中心2问天实验舱2022年月日发射，专注于空间科学和应用研究配备大型机械臂，可2022724与核心舱机械臂组成联合操作系统，支持舱外实验和维护3梦天实验舱2022年月日发射，进一步扩展空间站科研能力三个舱段完成组装20221031后，中国空间站基本构型建成，总重量达到约吨1004长期载人驻留神舟十二号至十五号飞行任务已成功实现航天员轮换驻留，单次驻留时间已超过个月空间站设计使用寿命超过年，将长期支持人驻留6103-6新一代载人运载火箭技术特点中国正在研发的新一代载人运载火箭，针对未来载人月球探测等任务需求，具有以下特点大推力近地轨道运载能力将超过吨•70高可靠性设计可靠性目标达到•

99.999%部分可重复使用第一级设计为可回收重复使用•模块化设计可根据任务需求灵活配置•环保推进剂采用液氧甲烷等更环保的推进剂•未来应用新一代载人运载火箭将支持载人登月支持中国宇航员登陆月球•深空探测为火星及更远行星的载人探索做准备•空间站扩展支持空间站扩建和物资补给•大型空间设施部署大型空间望远镜等设施•火箭发射流程动画演示天火箭转运T-3火箭从垂直总装测试厂房转运至发射区，安装到发射台上这一过程通常在凌晨进行，以避开白天的风力和温度变化小时最终检查T-24进行火箭和飞船的最终功能检查，包括电气系统、机械系统、通信系统等所有检查必须通过才能继续发射准备100%小时燃料加注T-6开始为火箭加注推进剂，先加注氧化剂液氧，再加注燃料煤油整个过程在低温环境下进行，需精确控制小时航天员入舱T-2航天员乘坐专车抵达发射塔，检查舱服后进入飞船，系好安全带，与地面控制中心建立通信联系点火与起飞T-0主发动机点火，火箭缓慢离开发射台，逐渐加速约秒后速度足够大，开始倾斜飞行，朝预定轨道方向飞行10火箭发射倒计时发射前分钟关键节点实时监控参数15分钟最终发射决策会议，所有系统负责人确认在发射过程中，地面控制中心实时监控数百个关键参数，包括•T-15FRR Go分钟启动自动发射程序，计算机接管控制权•T-10推力曲线实际推力与预期值对比•分钟航天员关闭舱门，飞船进入自主供电模式•T-7燃烧室压力各发动机工作状态•分钟撤离所有地面人员，清空发射区•T-5姿态数据偏航、俯仰、滚转角度•分钟火箭内部系统切换至飞行模式•T-3结构应力关键部位应力传感器数据•分钟最后系统检查，确认所有参数正常•T-1推进剂流量燃料和氧化剂供应情况•秒激活飞行终止系统，发射塔臂回收•T-30舱内环境温度、压力、氧气水平•秒地面供电切断，完全转为内部电源•T-10电气系统电压、电流、功率消耗•秒主发动机点火序列开始•T-3助推器点火，离开发射台•T-0火箭点火与升空关键镜头点火瞬间长征二号火箭点火瞬间会产生巨大的火焰和烟云首先启动的是四个助推器的发动机，它F们各自产生千牛推力随后中心级发动机点火，共同产生约千牛的起飞推力点火7407000顺序经过精确计算，确保平稳起飞点火后的第一秒是最关键的，火箭必须产生足够推力克服自重此时推力重量比略大于，加速度约为米秒

1.22/²垂直上升段起飞后的前秒，火箭保持垂直上升，速度逐渐增加这一阶段火箭需要爬升到足够高10-15度，避开发射塔和周边建筑，通常达到约米高度200在垂直上升阶段，火箭速度从增加到约米秒此时火箭尾部的声波在地面形成驻波，0100/产生巨大轰鸣，声压可达分贝以上特殊的水声抑制系统会喷射大量水雾减轻声波对火140箭的损伤姿态调整与加速垂直上升后，火箭开始进行程序转弯，逐渐倾斜飞行方向，朝着预定轨道平面调整这一过程需要精确控制，避免过大的气动载荷随着高度增加，大气密度降低，火箭阻力减小，加速度增大在穿越马赫过渡区（音速附近）时，火箭会经历最大动压，此时结构承受最大应力航天员进入飞船流程穿戴舱服航天员在专用穿戴室穿着飞天舱外航天服，这是一套复杂的个人生命保障系统，能在紧急情况下独立维持航天员生命小时穿戴过程由专业技术人员协助，需要约6-8分钟完成45设备测试穿戴完成后进行舱服气密性测试和通信系统测试航天员需要确认每个控制开关、连接器和显示设备都正常工作舱服增压后保持分钟，确认无泄漏后才能前往发射30台入座与固定航天员乘坐电梯上升至飞船入口高度，依次进入返回舱并就座每个座椅都根据航天员体型定制，确保最佳的支撑和保护航天员需连接舱内生命保障系统，断开舱服便携式供氧设备舱门关闭与最终检查全部入座后，技术人员协助关闭舱门并确认密封良好航天员进行最后的设备检查和通信测试，确认与地面控制中心的通信畅通完成后，发射塔臂撤离，火箭准备发射轨道入驻与任务执行太空行走任务航天员进行舱外活动时，需穿着飞天舱外航天服，能提供约EVA8小时的生命保障主要任务包括安装设备、更换部件和科学实验每次太空行走都有详细计划，通常由名航天员协同完成2空间站对接操作神舟飞船接近空间站最后米采用自主控制，航天员可根据需要切换200到手动控制模式飞船与空间站的相对速度控制在米秒以下，确保

0.2/安全对接对接完成后，需等待约小时进行密封性检查，才能打开舱2门科学实验中国空间站配备十多个科学实验柜，支持材料科学、生命科学、天文观测等研究航天员每天需执行小时的科学任务，并定期将实验样5-8本和数据返回地球迄今已完成多项科学实验，包括高质量蛋白晶100体生长、两相流体研究等着陆回收与搜救再入准备返回前，航天员穿好舱内航天服，进入返回舱，关闭轨道舱舱门返回舱与轨道舱分离，调整姿态使热防护罩朝向飞行方向，准备迎接再入大气层大气再入飞船以约公里秒的速度再入大气层，外表面温度升至以上热防护系

7.9/2000℃统通过烧蚀散热保护内部这一阶段航天员承受约的减速力，持续数分钟4G降落伞展开高度降至约公里时，弹射引导伞；随后展开一个小型减速伞；最后在约公里105高度展开主降落伞，直径约平方米降落伞完全展开后，下降速度减至约10008米秒/着陆与搜救着陆前瞬间点火减速发动机，将着陆冲击降至安全水平搜救队伍通过雷达跟踪、直升机目视和返回舱发射的无线电信号确定位置，通常能在着陆后分15-30钟内到达现场载人火箭在科研的应用微重力科学实验空间站近零重力环境允许科学家研究地球上无法实现的物理现象中国空间站已完成流体物理、材料科学等领域的多项实验，如两相流体界面动力学研究，可应用于航天器推进剂管理和地面工业过程空间天文观测空间站上的巡天望远镜不受大气干扰，能获取高质量观测数据中国空间站搭载的巡天空间望远镜可观测紫外和可见光波段，为黑洞、暗物质研究提供数据，预计将发现数千个新天体空间生命科学微重力环境对生物体有特殊影响中国空间站开展了细胞分化、植物生长、人体生理变化等研究，发现某些癌细胞在太空中增殖能力降低，为抗癌药物研发提供新思路地球观测空间站轨道覆盖地球大部分人口密集区域，是理想的地球观测平台中国空间站配备高分辨率相机，可监测自然灾害、城市发展和环境变化，已为多次洪涝灾害提供及时数据支持载人火箭对经济和产业的带动先进制造业新材料产业航天级精密制造技术带动了高端装备制造业为航天器开发的高性能材料逐步民用化例发展中国载人航天使用的精密加工技术已如，航天用碳纤维复合材料已广泛应用于汽应用于医疗器械、高速列车等领域，带动相车、体育器材等领域，中国相关产业规模已关产业技术提升超过亿元15-20%500医疗健康人工智能与自动化航天员健康监测技术转化为医疗设备基于航天器自主控制技术促进了和自动化发AI航天生命体征监测的便携式多参数监护仪已展神舟飞船的故障诊断系统衍生出工业设应用于急救和偏远地区医疗，覆盖超过备预测性维护技术，提升设备利用率约家基层医院200030%据估计，中国航天技术的经济带动系数约为，即每投入元航天经费，可带动元的相关产业产值1:12112热点时事神舟十四号等最新进展神舟十四号任务2022陈冬、刘洋和蔡旭哲三名航天员于年月日发射升空，在轨驻留202265个月，创造中国航天员连续飞行新纪录期间完成了问天和梦天实验6舱的交会对接与测试，成功扩建了中国空间站神舟十五号任务2022-2023费俊龙、邓清明和张陆组成的乘组于年月日发射，首次实现20221129了中国航天员在轨交接班，空间站进入常态化运营阶段在轨期间完成了次出舱活动，安装了多个舱外设备3空间站科学成果中国空间站已产出多项科研成果，包括世界首个太空冷原子钟工作、高质量蛋白质晶体培养等这些实验对基础物理研究和药物开发具有重要价值火箭未来发展趋势可重复使用技术未来火箭将更加注重可重复使用，降低发射成本中国正在研发垂直起降一级火箭，目标是实现次以上的重复使用，将发射成本降低5090%先进推进技术新型推进系统将大幅提高效率中国正在研发液氧甲烷发动机、核热推进和等离子体推进等技术，可使太空旅行时间缩短以上50%智能化与自主控制人工智能将深度融入火箭控制系统，提高适应性和安全性下一代火箭将具备自主诊断和修复能力，可在复杂环境下自主调整飞行参数在轨制造与组装未来将减少地面组装，增加在轨组装比例中国计划在年前建立太空制造基地，可在轨生产大型2030结构和精密部件超重型运载能力为支持深空探测，将开发更大推力火箭中国正在论证吨级近地轨道运载能力5150的火箭，可支持载人登月和火星任务私人航天与载人商业火箭引领商业航天革命SpaceX美国公司的猎鹰号和龙飞船已成功将宇航员送往国际空间站，打破了政府航天机构的垄SpaceX9断其开发的重型猎鹰和星舰火箭将大幅降低太空旅行成本，有望使载人火星任务成为可能猎鹰号首个成功回收的轨道级火箭，可重复使用次以上•910星舰全球最大火箭，近地轨道运载能力超过吨•100成本优势每公斤发射成本降至美元以下，比传统火箭低•200090%蓝色起源与亚轨道旅游杰夫贝索斯创建的蓝色起源公司专注于亚轨道太空旅游，其新谢泼德火箭系统已成功将游客送至太·空边缘虽然尚未达到轨道能力，但该公司正在开发更强大的新格伦火箭新谢泼德垂直起降亚轨道火箭，可达公里高度•100新格伦重型轨道火箭，目标与猎鹰号竞争•9商业模式主打高端太空旅游，单次飞行票价约万美元•25中国商业航天发展中国私营航天企业快速发展，如蓝箭航天、零壹空间等已实现火箭发射虽然目前主要集中在小型运载火箭和无人任务，但未来有望参与载人航天朱雀二号蓝箭航天开发的液氧甲烷火箭，具备可重复使用潜力•政策支持中国政府鼓励民营企业参与航天产业链•发展前景预计年前将出现中国民营载人航天能力•2030中国航天未来五年规划1空间站扩展2023-2025中国空间站将根据科研需求增加扩展舱段，同时提高开放共享水平计划每年发射次载人飞船和次货运飞船，保持长期持续有人驻留未来将具备同时容纳名航2-326天员的能力2载人登月计划2025-2030中国正积极推进载人登月工程，包括研制新一代载人飞船、重型运载火箭和月球着陆器计划年前实现中国航天员登陆月球，建立月球科研站这将使中国成为2030继美国之后第二个实现载人登月的国家3深空探测任务2024-2028将启动行星际探测任务，包括小行星采样返回和火星采样返回这些任务将为未来载人深空探测积累经验中国计划年前发射火星采样返回探测器，成为继美国2028之后第二个从火星采样返回的国家4太空基础设施建设2023-2027建设更完善的航天基础设施，包括天基互联网星座、高分辨率对地观测系统和空间碎片监测网络这些设施将支持载人航天活动，同时提供广泛的民用和商业服务载人火箭与太空旅游全球太空旅游现状商业太空旅游已从科幻变为现实目前主要有三种形式亚轨道飞行如蓝色起源和维珍银河提供的短暂太空体验，可体验几分钟•失重轨道飞行如提供的龙飞船环地球轨道飞行•SpaceX空间站访问如安排的国际空间站私人访问任务•Axiom截至年，全球已有约名私人太空游客，票价从万美元亚轨道到202330255500万美元空间站访问不等中国太空旅游前景中国正在评估开放太空旅游的可能性计划在年后向私人游客开放中国空间站访问•2026商业航天企业正研发专用亚轨道旅游飞行器•潜在市场规模预计每年可达亿元•50-100趣味互动你想发射的火箭会怎样设计？创意设计挑战以小组为单位，设计一款未来载人火箭的概念方案考虑以下因素推进方式、载重能力、任务类型、创新点可以大胆构思，但要基于科学原理最后通过简单草图和口头介绍展示你的设计简易模型制作利用课堂提供的材料（纸筒、卡纸、胶水等），制作一个简易火箭模型虽然不能真正发射，但要注意比例和结构设计思考如何合理安排火箭各部分的空间，如燃料舱、载人舱、设备舱等发射任务模拟模拟一次载人火箭发射的全过程，每位同学扮演不同角色指挥官、飞行员、工程师、地面控制等按照真实发射流程，完成从准备到发射的各个环节，体验航天任务的协同配合和精确要求常见火箭发射失败与救援故事联盟故障与紧急逃生MS-10年月日，搭载俄罗斯宇航员和美国宇航员的联盟火箭在发射后秒出现20181011MS-10119分离故障火箭逃逸系统立即启动，将载人舱拉离危险区域尽管承受了高达的加速

6.7G度，两名宇航员安全返回地面，仅分钟后就被搜救队伍找到34这次事件验证了逃逸系统的有效性，也促使俄罗斯优化了助推器分离设计阿波罗号成功的失败13年月，阿波罗号在飞往月球途中氧气罐爆炸，导致电力和生命保障系统受损面对1970413危机，地面团队和宇航员共同制定了创新解决方案，包括使用登月舱作为救生艇和即兴制作二氧化碳过滤器经过四天的艰苦努力，三名宇航员安全返回地球这次任务虽未完成登月，但因出色的危机处理被誉为成功的失败神舟五号发射前的关键决策年神舟五号发射前，火箭氧气阀出现异常读数面临是否推迟发射的关键决策，工程2003师们经过分析确认是传感器问题而非阀门本身故障最终决定按计划发射，结果证明这一判断是正确的这个案例展示了载人航天中数据分析和风险评估的重要性，以及中国航天团队严谨的工作态度科普答疑火箭为什么是分级设计的？航天员如何在太空生活？火箭采用分级设计是为了提高效率每级火箭燃料耗尽后会分离并脱落，减太空中的生活充满挑战航天员使用特殊设计的睡袋固定自己睡觉；食物多轻后续飞行的重量这样可以大大提高有效载荷比例例如，长征二号火为脱水或热稳定处理，需加水或加热；如厕使用真空吸附式马桶；每天需锻F箭如果不分级，能送入轨道的载荷将减少约炼小时对抗肌肉萎缩和骨质疏松；淋浴则改为用湿毛巾擦拭80%2为什么火箭发射一定要倒计时？如何成为一名航天员？倒计时不仅是一种仪式，更是一种精确的时间管理工具它确保所有系统检中国航天员选拔要求非常严格需要优秀的身体素质、心理素质和专业能查按顺序完成，各团队协同工作，并为可能出现的问题预留处理时间倒计力通常要求飞行员背景或相关专业博士学位，年龄在岁之间，身高30-45时通常可以暂停（保持），但不会倒回，这样可以维持操作的严谨性在厘米选拔包括体检、心理测试、专业能力、失重适应性等多轮162-175测试，合格率不到1%课程小结与知识延申重点知识回顾载人火箭基本组成发动机、燃料舱、指令舱、逃逸塔等•火箭动力学原理基于牛顿第三定律的反作用力•安全系统设计冗余系统、逃逸机制、故障检测等•中国载人航天成就从神舟五号到空间站建设的发展历程•火箭发射与回收流程从准备到发射、再入与着陆的全过程•推荐学习资源书籍《航天器系统工程》《神舟飞天》《载人航天技术概论》•网站中国载人航天工程网、国家航天局网站、中国航天科技集团网站•纪录片《飞天》《太空生活》《载人航天与国家使命》•科普场馆中国科技馆航天展区、各航天城航天科普基地•载人航天是一个跨学科的综合领域，涉及物理、化学、材料、计算机、医学等多个学科希望同学们能够从本课程获得基础知识，并在感兴趣的方向继续深入学习未来的太空探索需要年轻一代的智慧和热情！致谢与互动提问感谢参与感谢各位同学积极参与本次载人火箭科普课程！希望通过今天的学习，你们提问方式对航天技术有了更深入的了解，也激发了对科学探索的兴趣可以举手发言，或将问题写在纸条上传递给老师开放交流现在我们开放互动环节，欢迎提出任何与航天相关的问题不论是技术细节、发展历史，还是未来展望，都可以自由提问进一步探索联系方式如果你对航天领域特别感兴趣，可以欢迎通过课后留下的联系方式继续交流学习心得参加学校科技社团或航模俱乐部•关注航天相关公众号和科普频道•参观航天博物馆和科技展览•阅读相关科普书籍和专业期刊•航天梦想从好奇心开始，希望今天的课程能成为你航天探索之旅的起点！。