神舟十一号 （中国载人航天工程发射的第十一艘飞船）

简介

神舟十一号于2016年10月17日发射升空，进入预定轨道；10月19日与天宫二号交会对接形成组合体；返回舱于11月18日在内蒙古四子王旗阿木古郎草原着陆。航天员景海鹏和陈冬在轨驻留30天，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。期间，他们完成了在轨维修技术实验和一系列科学实验。

神舟十一号成功发射和返回标志着中国载人航天工程胜利完成“三步走”战略中的“第二步”任务，为空间站建设任务奠定坚实技术基础。

历史背景

1986年，邓小平批准实施“863”计划，计划以载人飞船开始起步，最终建成中国的空间站。1992年，中国载人航天工程正式立项，并确定按照“三步走”的战略实施。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。

从1999年到2002年，中国成功发射了神舟一号到神舟四号四艘无人飞船，掌握了飞船的安全返回、在轨生命保障系统等关键技术。2003年10月15日，中国第一艘载人飞船神舟五号成功发射，杨利伟成为进入太空的第一位中国人，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。2005年10月，神舟六号带着航天员费俊龙、聂海胜突破了多人多天太空飞行技术。2008年9月25日，神舟七号将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员送上太空，并成功实施了航天员首次出舱活动。2011年11月1日，神舟八号发射升空，与天宫一号进行了两次空间无人自动交会对接，突破和掌握了自动交会对接技术。2012年6月16日，中国首次载人交会对接任务的神舟九号发射升空，航天员成功驾驶飞船与天宫一号目标飞行器对接，这标志着中国成为世界上第三个完整掌握空间交会对接技术的国家。2013年6月11日，神舟十号发射升空，航天员聂海胜、张晓光、王亚平在天宫一号开展了一系列空间科学实验和技术试验，并向全国青少年进行太空授课。

主要任务

为天宫二号在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务，进一步考核载人天地往返运输系统的功能和性能，特别是空间站运行轨道的交会对接技术。与天宫二号空间实验室对接后完成航天员中期驻留试验，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力，以及航天员执行飞行任务的能力。开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术、在轨维修技术、空间站技术试验以及科普活动。同时，组合体飞行期间，两名航天员除正常工作和生活外，还要开展失重生理效应研究、人机协同在轨维修等一系列科学实验和技术试验；成功释放伴随卫星，并对组合体进行近距离观测与拍摄。

技术特点

结构组成

神舟十一号飞船身长9米，最大直径2.8米，起飞质量8吨。与神舟十号飞船技术状态基本一致，只在技术状态上略有调整。神舟十一号由轨道舱、返回舱和推进舱三舱构成，轨道舱是航天员的生活舱，返回舱作为控制舱，推进舱则提供能源和动力。

轨道舱

神舟飞船的轨道舱外形为圆柱形。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翼。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。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

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，显示飞船上个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。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。

推进舱

神舟飞船的推进舱又称设备舱，它呈圆柱形，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，太阳翼可以绕连接点转动，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。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分别布置了4对纠正姿态用的小推进器，在推进舱侧裙外还有辅助用的小型推进器。

相关系统

电源系统

在神舟十一号飞船之前，神舟系列飞船太阳电池翼所使用的原材料主要依靠进口。神舟十一号使用的太阳翼是中国载人航天领域第一个全国产化材料制成的太阳翼，打破了以往太阳翼基板结构的高性能碳纤维材料依赖进口、受制于人的局面。

神舟十一号飞船在太空驻留30天，当神舟十一号飞船和天宫二号空间实验室对接停靠后，部分设备将停止工作。届时，整个飞船的负载将减小至40%，蓄电池在长期小负载情况下不断充放电，产生记忆效应，一旦负载又增加回到额定负载，就会出现蓄电池供电能力不足的问题。为解决这一问题，中国航天科技集团第八研究院通过大量地面长期试验，设计出一条和神舟十一号飞船工作状态相匹配的充电曲线，用于保障蓄电池在太空正常工作。

神舟十一号飞船停靠期间比飞行期间需要的耗电量变小，但太阳电池翼发电功率不变，多余的功率会发热，对太阳电池翼的部分材料产生影响。为避免这一情况出现，研制人员为太阳电池翼制定了在轨飞控控制预案，当其温度升高时，可通过停转和偏置的方式降温。

运载火箭

神舟十一号由长征二号F遥十一火箭发射升空。长征二号F火箭是专门用于载人航天的二级运载火箭，从2011年中国载人航天工程二期——载人交会对接任务开始，长征二号F火箭衍生出两种系列：“T”系列和“Y”系列。其中，“T”系列用于发射目标飞行器及空间实验室，“Y”系列用于发射神舟飞船。火箭芯级直径3.35米，助推器直径2.25米，对于目标飞行器状态整流罩直径4.2米，对于载人飞船状态整流罩直径3.8米。长征二号F火箭“Y”系列是载人火箭，相比运货的“T”系列火箭，最大的不同就是在火箭的头顶安装有逃逸塔，一旦宇航员有生命危险，逃逸塔就会启动，带着航天员逃生，为航天员生命安全更添一层保障。长征二号F遥十一火箭技术状态以Y10火箭为基线，研制过程中共发生技术状态更改60项，其中箭上39项、地面21项。为了让航天员出行舒适、旅途愉快，研制人员解决了火箭飞行过程中低频振动问题，同时为了让地面控制系统更加直观地准确判断火箭的飞行姿态，首次采用了图像测量技术。

发射场地

神舟十一号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。酒泉卫星发射中心位于甘肃省酒泉市东北210公里处巴丹吉林沙漠深处，是中国创建最早、规模最大的卫星发射中心。这里地势开阔平坦，人烟稀少，如遇紧急情况，可为航天员逃逸救生提供相对安全的保障。同时，作为中国最早组建的一个发射场，酒泉卫星发射中心拥有完善的生活基础设施、测控通信系统、技术保障系统、铁路运输、航空运输等基本条件。

测控通信

在本次任务中由西安卫星测控中心所属的渭南、青岛、喀什等多个测控站点与远望测量船、中继卫星系统组成的测控网为神舟十一号提供测控支持。

宽波束中继终端

为了更好的应对神舟十一号飞船在入轨、对接、返回等时段可能出现的姿态变化较大的情况，研制人员为神舟十一号飞船增加了宽波束中继终端，宽波束中继终端适应角更广，能更好地应对飞船运行中的快速姿态变化，提升中继链路的稳定性。为保证宽波束中继终端使用顺畅北京空间信息中继传输技术研究中心还对原有的数据传输和处理软件进行了升级，专门设计了宽波束与窄波束同时使用、单独使用及切换使用等多种自动化处置过程。

天链一号

在神舟十一号飞船执行任务过程中，飞船上的中继终端要依靠天链一号与地面站建立数据传输链路。通过这个数据传输链路，宇航员不仅可以与地面进行语音视频通信、收发电子邮件，还可以收看电视节目，并与家人进行私密通话。同时，在飞船返回舱着陆时，天链一号能够与搜救直升机机载中继终端建立通信链路，把搜救直升机从起飞到完成搜救任务的全过程画面实时传回北京，为飞船主着陆场与北京中心之间提供图像、话音传输服务。

微波雷达

参与神舟十一号和天宫二号交会对接的微波雷达系统包括微波雷达和微波应答机。其中，天宫二号上的微波应答机为第二代新研产品，比第一代产品体积更小、重量更轻、功耗更低，具有搜索空域更大、捕获时间更短等特点。神舟十一号飞船上的微波雷达曾完成过天宫一号与神舟八号、神舟九号、神舟十号交会对接任务。在此次交会对接过程中，微波雷达精确给出了神舟十一号飞船与天宫二号间的相对距离、速度、角度、角速度等位置和姿态信息，并持续跟踪目标直到交会对接任务结束。

保障系统

由于任务的需要，神舟十一号飞船在载人交会对接中要频繁变轨，一旦飞船与地面失去联系，地面指挥系统将无法为飞船计算准确的落点，因此中国航天科技集团公司五院为神舟十一号飞船设计了在轨自主应急返回的救生方案。如果飞船与地面失联，由中国航天科技集团公司五院西安分院研制的仪表控制器应用软件可以进行轨道预报，并通过神经网络计算落点的控制参数，寻找落点的优选方案，进而实现飞船的自主应急返回。

着陆搜救

神舟十一号返回舱在内蒙古自治区四子王旗阿木古郎大草原主着陆场着陆，这是中国载人航天史上首艘在冬季返回地面的载人飞船。冬季气温较低，搜救人员除自身要做好御寒措施，还要尽量避免寒冷天气对航天员的影响。在返回舱着陆后，舱内温度会降低，搜救队员要在半小时内将航天员救援出来，以往在舱内进行的重力适应过程，这次也将转移到气温稍高的直升机上进行。航天员出舱后，工作人员将会为他们穿上特制防寒服，添置保暖型睡袋和盖毯。在本次任务中，航天员在太空失重时间长，返回后适应难度会相应加大，这就要求搜救工作时间要短，效率要高，尤其是医监医护，要做到第一时间救援。在这次搜救任务中，搜救人员首次利用无人机进行搜索。在以往空中分队的基础上，新增无人机，从高到低形成固定翼飞机、无人机、直升机的多层次空中搜救力量，使得搜寻目标覆盖范围更广，搜寻成功概率更高。在地面测控系统新增配了性能更优的2套光学设备。新的光学设备能“看得更远、看得更清”，从飞船返回开始，测控系统的光学设备即对其进行跟踪拍摄。测控系统布设了多个光学设备，接力跟踪拍摄，确保返回全程都有可靠影像。一些通信设备也进行了升级换代，信息化程度更高，传输带宽更大、速率更快，无线传输更加稳定。

技术变化

为满足本次任务要求，调整了轨道控制策略和飞行程序，使神舟十一号飞船能够适应本次任务交会对接轨道和返回轨道高度由343公里提高到393公里的要求；优化调整了货物装载布局方案，进一步提高了这次飞行任务的随行运输能力。进一步提高安全性可靠性，新配备了宽波束中继通信终端设备，显著扩大了测控覆盖范围，提升了飞船姿态快速变化时的天地通信保障能力，从而提高了航天员的安全性和飞船的可靠性。为验证未来航天技术，满足未来空间站交会测量设备长寿命使用要求，对神舟十一号飞船的交会测量设备进行了升级换代。

飞行乘组

神舟十一号飞行乘组由航天员景海鹏和陈冬组成，景海鹏担任指令长。景海鹏参加过神舟七号、神舟九号载人飞行任务，陈冬是首次参加载人飞行任务。在任务中，他们互为备份，他们均具备飞船驾驶、组合体管理、手动交会对接，以及故障情况下的应急处置能力。

景海鹏，男，1966年10月出生；2008年9月25日至27日执行神舟七号载人飞行任务；2012年6月16日至29日执行神舟九号载人飞行任务；2016年10月17日至11月18日执行神舟十一号载人飞行任务，被授予“英雄航天员”称号。

陈冬，男，1978年12月出生；2016年10月17日至11月18日执行神舟十一号载人飞行任务，被授予“英雄航天员”称号。2022年6月5日，执行神舟十四号载人飞行任务。

任务经过

准备工作

2016年3月25日消息，中国航天科技集团公司一院211厂组织完成了用于发射神舟十一号飞船的长征二号F运载火箭的总装质量验收评审。至此，该火箭的总装工作全部完成，正式转入测试阶段。6月，用于发射神舟十一号飞船的长二F火箭通过出厂测试质量验收评审，测试结果满足技术文件要求，标志着该火箭测试工作全部完成。8月3日，发射神舟十一号飞船的长征二号F遥十一火箭按流程完成出厂前所有研制工作，从北京启程，经铁路运输，于6日安全运抵中国酒泉卫星发射中心发射场，开展发射场区总装和测试工作。8月13日，神舟十一号飞船按流程完成出厂前所有研制工作，从北京空运至中国酒泉卫星发射中心，开展发射场区总装和测试工作。10月16日上午，执行这次发射任务的长征二号F遥十一火箭将开始加注推进剂。10月17日凌晨4时20分许，神舟十一号航天员出征仪式在酒泉卫星发射中心问天阁举行。

发射升空

2016年10月17日7时30分，搭载神舟十一号飞船的长征二号F遥十一运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约575秒后，神舟十一号飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空。

在轨活动

2016年10月19日3时31分，神舟十一号飞船经过多次变轨，在距地面393公里的近圆轨道与天宫二号实现自动交会对接，形成组合体。这是天宫二号自2016年9月15日发射入轨以来，首次与神舟飞船交会对接。10月19日6时32分，两名航天员进驻天宫二号空间实验室。10月20日，在北京航天飞行控制中心的控制下，天宫二号与神舟十一号组合体进行飞行期间首次轨道维持，降低了轨道高度，为后续任务做好准备；变轨成功后，北京飞控中心再次控制天宫二号和神舟十一号组合体调整姿态，由原先的倒飞状态转为正飞。11月3日，航天员景海鹏和陈冬首次以视频连线的方式向公众展示太空邮局天地通邮；两位航天员展示了太空邮局的邮品，为信件加盖邮戳，并现场朗读了几封公开信件。

返回着陆

2016年11月17日12时41分，神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室成功实施分离，航天员景海鹏、陈冬在天宫二号空间实验室上工作生活30天，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。11月18日13时11分，北京航天飞行控制中心通过地面测控站向神舟十一号飞船发出返回指令，轨道舱与返回舱成功分离。此后，飞船返回制动发动机点火，返回舱与推进舱分离。11月18日13时59分，神舟十一号飞船返回舱在内蒙古中部四子王旗阿木古郎草原着陆点成功着陆，执行飞行任务的航天员景海鹏、陈冬身体状态良好，天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得圆满成功。

主要成果

远程会诊

神舟十一号飞行乘组在轨期间通过天地远程医疗会诊系统，成功实现了航天员和航天员支持室、远程医疗会诊中心、地面支持医院四方联动，打通了天地协同远程医疗会诊所需的数据传输链路，验证了中国首个天地远程医疗会诊系统，预示着中国航天员中长期在轨飞行医学保障能力得到显著提高。

交会对接

神舟十一号飞船成功入轨后，由北京航天飞行控制中心对其进行精确控制。与前几次交会对接任务不同，此次交会对接时的轨道高度是393公里，比过去高了50公里。为了保证和天宫二号的顺利交会对接，北京航天飞行控制中心对飞船进行了5次远距离导引控制。首先，北京航天飞行控制中心要抬高飞船的近地点高度，之后对轨道面进行修正，然后再抬高远地点的高度，最后还要进行轨道圆化和组合体修正。经过五次远距离导引控制之后，飞船将到达天宫二号后下方52公里左右的位置，两个航天器建立空空通信，转入到自主控制段。

2016年9月15日，天宫二号空间实验室发射升空，进入预定轨道。10月16日，天宫二号调整至高度393公里的近圆交会对接轨道，做好交会对接准备。10月19日1时11分，神舟十一号载人飞船经过多次变轨，转入自主控制状态，以自主导引控制方式向天宫二号逐步靠近。3时24分，神舟十一号与天宫二号对接环接触，在按程序顺利完成一系列技术动作后，两个飞行器建立刚性连接，形成组合体。3时31分，神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室自动交会对接成功，这是天宫二号自发射入轨以来，首次与神舟飞船交会对接。

太空实验

神舟十一号飞行乘组在轨期间，在天宫二号进行了3个由香港中学生设计的实验项目，分别是太空养蚕、水膜反应和双摆实验。在太空养蚕实验中，6只蚕宝宝中5只顺利吐丝结茧；科学家通过对比发现，太空蚕吐出的蚕丝在强度、刚度和韧度都优于地面家蚕。同时，水膜反应实验也顺利生成了薄膜；双摆实验也完成了运动影像的摄制。

植物栽培

神舟十一号飞行乘组进入天宫二号的第二天，航天员景海鹏和陈冬开始种植生菜，这是中国首次在太空进行人工栽培蔬菜。栽培使用的基质是蛭石，这种矿物质不但吸水性好，而且比较轻便，便于携带升空。本次栽培的蔬菜不能用于食用，神舟十一号返回时航天员会把植物采样带回地面，进行生物安全性检测。

太空邮局

此次神舟十一号飞船共携带51万封家书，这些家书是由太空邮局和中国载人航天办公室通过“家书载梦”活动面向全中国征集而来。共有来自中国1536所学校的51万学生参与。2016年11月3日，在太空邮局成立五周年之际，航天员景海鹏和陈冬首次以视频连线的方式向公众展示太空邮局天地通邮。2016年12月2日，这51万封家书由杨利伟交至中国邮政集团公司负责人手中，后续这些信件将被送到收信人手中。

获得荣誉

2016年12月8月，中国航天科技集团公司天宫二号与神舟十一号载人飞行任务研制团队获得“影响中国”2016年度科技人物奖。

2017年1月3日，“中国成功开展天宫二号和神舟十一号载人飞行任务”入选2016年中国航天十大新闻和世界航天十大新闻。

2017年3月31日，神舟十一号载人飞行任务飞行乘组获得2016-2017年度“影响世界华人大奖”。

媒体评价

中国把两名航天员送入太空并准备进入天宫二号，这是中国朝着到2022年建成、运行本国第一个空间站的雄心迈出的关键一步。——彭博社（美国）

神舟十一号成功发射，再次向世界证明了中国的新兴“宇宙强国”地位。神舟十一号承担着中国独自建立宇宙空间站的核心任务，在“宇宙崛起”方面具有里程碑意义。——韩联社（韩国）

文化产品

2016年10月17日，中国集邮总公司发行了天宫二号与神舟十一号载人飞行任务纪念系列邮品五款，分别是：神十一发射纪念封、天宫二号与神十一飞行任务航天员一套两枚纪念套封、《天宫筑梦》神十一邮折、《天宫筑梦》航天员邮折和《天宫筑梦》邮册。

2016年10月17日-11月20日，中国邮政集团公司济南市分公司先后推出“神舟十一号载人飞船发射成功”、“神舟十一号载人飞船与天宫二号自动交会对接成功”和“天宫二号与神舟十一号载人飞行任务圆满成功”纪念戳。