宇宙速度与中国航天成就

宇宙速度与中国航天成就嫦娥奔月

敦煌飞天的壁画外国人的

“飞天”梦抛出的石头会落地，为什么月亮没有落下来?月亮没有落下来必须具备什么条件？问题一：牛顿的思考与设想：牛顿的设想过程法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动不落下？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2

,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km)

（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）探究问题一：一宇宙速度

1、第一宇宙速度（环绕速度）

v1=7.9km/s．说明：（１）如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；

(3）大于7.9km/s小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心即椭圆轨道的一个焦点．

——虽然“R大，V小”，但这里V指绕行速度，而非发射速度。——因为向轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它做的功。轨道越高，要克服引力做功也多，发射速度越大。讨论:向高轨道发射卫星容易还是向低轨道发射卫星容易？

11.2km/s>V(发射)≥7.9km/skm/s>V(运行)

第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的环绕速度结论:

★发射速度与绕行速度２、第二宇宙速度（脱离速度）

这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．v2=11.2km/s3、第三宇宙速度（逃逸速度）

这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．v3=16.7km/s二各种各样的卫星……按轨道特点常用分类：㈠近地卫星轨道半径即地球半径

㈡极地卫星轨道面与赤道面垂直㈢地球同步卫星(通讯卫星)

T=_______24h①轨道平面___________赤道平面②周期T一定：相对于赤道上某点静止③h=_________36000km④R、v、ω、T、an_______________“全部固定”（如何求？）同步卫星的轨道必须在赤道上空F向=F引F向F引F引同步卫星的个数大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。19世纪中叶，俄罗斯学者奥尔科夫斯基指出：用喷气推进的多级火箭，是实现太空飞行的最有效工具。三航天之路1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星。1969年，阿波罗11号登月。自古中国就有"嫦娥奔月"的传说，敦煌莫高窟有着"飞天"的壁画。中国是最早发明和使用火箭的国家。公元10世纪已有火药用于火箭的文字记载。14世纪末，中国明代工匠万户手持风筝试图借助火箭的推力和风筝的升力飞上天，虽然失败了，但他是人类第一个利用火箭升空的人。后来人们为了纪念他，在月球背面有一个环形山以"万户"命名。中国现代航天事业是在50年代中期开始起步的，1956年，中国制定了12年科学发展远景规划，把火箭和喷气技术列为重点发展项目。同年建立了第一个导弹、火箭研究机构，1958年把发射人造地球卫星列入国家科学规划，组建机构开展空间物理学研究和探空火箭研制工作，并开展星际航行的学术活动和实验设备的筹建工作。中国航天事业在创业之初经历了经济上、技术上的种种困难，经过艰苦奋斗，终于在1960年2月发射成功第一枚探空试验火箭，同年11月又发射成功第一枚自制的运载火箭，在60年代后期又研制成功中程和中远程运载火箭，为中国航天事业的发展奠定了基础。到今天为止，中国航天事业经过三个阶段的发展，已经取得了举世瞩目的辉煌成就。

第一阶段（1956年——1970年）

50年前的10月，第一个导弹火箭研究机构——国防部第五研究院正式宣布成立，这标志着中国航天事业正式起步。50年代：做出了发展“两弹一星”的决策。60年代：做出“八年四弹”的决策：研究人员用8年时间研制成功了中近程、中程、中远程、远程液体弹道导弹，并衍生出“长征一号”、“长征二号”运载火箭。

1956年10月8日，中国第一个火箭导弹研制机构——国防部第五研究院成立，钱学森任院长。1958年4月，开始兴建中国第一个运载火箭发射场。1964年7月19日，中国第一枚内载小白鼠的生物火箭在安徽广德发射成功，中国的空间科学探测迈出了第一步。

1968年4月1日，中国航天医学工程研究所成立，开始选训宇航员和进行载人航天医学工程研究。1970年4月24日，随着第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功，中国成为世界上第五个发射卫星的国家。1975年11月26日，首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。30多年来，中国共研制发射了15种类型、51颗人造地球卫星，成功率达90%以上，初步形成了4个卫星系列——返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列和“实践”科学探测与技术试验卫星系列，“资源”地球资源卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列也即将形成。

两弹一星“两弹一星”是对中国依靠自己的力量掌握的核技术和空间技术的统称，并没有明确具体指哪两颗弹和哪一颗星。长征一号1970年长征一号运载火箭反射成功长征二号长征二号捆绑式运载火箭发射成功第二阶段（1970年——2005年）1970年，我国成功地发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”，拉开了中国航天活动的序幕。1979年，“远望”1号航天测量船建成并投入使用，中国成为世界上第四个拥有远洋航天测量船的国家。目前中国已形成先进的陆海基航天测控网，由北京航天指挥控制中心、西安卫星测控中心、陆地测控站、4艘“远望”号远洋航天测量船以及连接它们的通信网组成，技术达到了世界先进水平。

80年代：做出了“新三星一箭一论证”的决策。即在20世纪90年代前期研制成：（1）“东方红三号”中容量通信卫星（2）“风云二号”地球同步轨道气象卫星（3）“资源一号”卫星（4）“长征三号”甲运载火箭（5）开展载人航天技术方案论证和关键技术预先研究

80年代的成就1985年，中国正式宣布将“长征”系列运载火箭投入国际商业发射市场。1990年4月7日，“长征三号”运载火箭成功发射美国研制的“亚洲一号”卫星，截至目前已将27颗国外制造的卫星成功送入太空，中国在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地。

90年代：我国做出载人航天工程的决策。

1990年7月16日，“长征”2号捆绑式火箭首次在西昌发射成功，其低轨道运载能力达9.2吨，为发射载人航天器打下了基础。1992年，中国载人飞船正式列入国家计划进行研制，这项工程后来被定名为“神舟”号飞船载人航天工程。“神舟”号飞船载人航天工程由“神舟”号载人飞船系统、“长征”运载火箭系统、酒泉卫星发射中心飞船发射场系统、飞船测控与通信系统、航天员系统、科学研究和技术试验系统等组成，是中国在20世纪末期至21世纪初期规模最庞大、技术最复杂的航天工程。随着“神舟”四号发射成功，“神舟”飞船已成功进行了4次无人飞行，载人飞行已为时不远。90年代至20世纪初的成就长征五号长征五号是中国研制的新一代重型运载火箭系列，与欧洲阿丽亚娜5基本同级。其设计思想以通用化、系列化、组合化为重点。初步定名为“长征五号”的中国新一代无毒、无污染、高性能、低成本和大推力的运载火箭，已经突破多项关键技术，进入到实质性研制阶段。长征五号即将于2014年首发，其运载能力将比之前的火箭提升一倍，

我国将建设空间站，并实施绕月、登月等计划，目前我国运载能力最大的长征2F火箭将无法完成这些任务，因此将研制能够运送25吨载荷的新一代大载荷运载火箭——长征5号火箭计划2014年发射没有问题。长征5号承担载人航天工程的二期、绕月三期、登月工程，而首次发射不会直接搭载飞船或者绕月卫星。长征5号火箭将分为两种状态，载人状态和不载人状态，其中不载人状态的可靠性要比长征2F火箭略低一些，而载人状态的可靠率会高一些。长征5号同样是我国完全自主研发的火箭，其中有多项技术创新。“经过创新后，长征5号的发动机将有很大改进，除了运载能力加强，还将首次使用液氢液氧、液氧煤油的发动机，可以首次实现无毒无污染发射。”长征5号火箭直径5米，比长征2F长1.65米，再加上研发成本，因此造价会比长征2F高不少。

中国北斗卫星导航系统

“北斗一代”卫星定位系统：由两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。覆盖范围：北斗导航系统是覆盖我国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70-140°，北纬5°-55°。北斗三星只能提供三个联立方程，可以解出三个未知数，所以用于三维定位是可以的。但是因为卫星信号穿越电离层时速度不是恒定的，所以会产生时间误差。这样就产生了第四个未知数，方程组是无解的。如果将时间误差设定为恒定值，误差就会增大。据报道GPS只用三星定位，误差是50米以上（军码），所以必须要引入第四星，作为修正时间误差之用。按科学原理，静止轨道卫星两星经度差不能低于30度（目前的北斗一代的三星是E140，E110.5，E80），否则会造成接收机无法区分频率差，4星需要占用90度的赤道，这样可能造成无法在国内测控整个系统。“北斗一代”发射的第三颗星，上面安装了激光反射镜，用于精确定位。北斗二代卫星导航定位系统：计划是4静止星（轨位分别是：58.75E；80E；110.5E；140E）＋12中轨星（20000KM）＋9高轨道星（36000KM）。首先是发射9高轨道星，然后发射12中轨星；前者发射3-4星就可以首先覆盖东亚地区，满9颗后可以实现全球覆盖；后者可以进一步提高全球范围的导航精度和抗干扰能力。“北斗二代”导航原理和GPS相同，导航精度相当于美国GPS增强型的水平，同时能满足民航飞机进场的导引要求。高分辨率对地观测系统我国在2007年时便开始建设由地、空、天三个层次观测平台组成的大气、陆地、海洋先进观测体系，相关重大项目已经启动。预计到2020年，我国自主空间数据自给率将提高到60%—80%。

目前，我国对地观测卫星已经初步形成系列，共发射了气象卫星4个，资源卫星7个，海洋卫星2个，北斗导航定位卫星的4个，通信卫星10个，返回式卫星18个，科学实验卫星18个，神州号飞船SZ-1、2、3、4、5，北京1号小卫星1个。

但是高分辨率的数据仍然依赖国外和国内的航空遥感系统，还没有建立高分辨率对地观测系统。有关专家表示，在全球经济一体化的形势下，为保障我国后备资源的战略安全，开展为战略性矿产资源勘查服务的基础地质背景调查工作，迫切需要我国拥有自主控制的高光谱卫星遥感系统。

我国对地观测数据，尤其是高空间分辨率的数据需求巨大，仅在“十一五”期间涉及到对地观测数据的18个重大工程的总投资达到2000亿元。因此，我国急需建立自己的高分辨率对地观测系统，并且要在现有的对地观测系统稳定服务基础上，利用10到15年时间建立覆盖全球天、空、地一体化的高空间、高时间和高光谱分辨率的全天候、全天时对地观测系统。第三阶段（2005年——）21世纪初，国家正式批准绕月探测工程立项——“嫦娥一号”工程。这将是我国第一个月球探测工程。将成为我国航天事业的第三个里程碑（继“两弹一星”、载人飞船之后）。启动并继续实施被称为“221”工程的五大航天科技工程：（1）新一代大型运载火箭（2）载人航天工程（3）探月工程（4）中国北斗卫星导航系统（5）高分辨率对地观测系统新一代大型运载火箭：“长征”系列运载火箭有12种，都有污染，也有毒。所以，今后的主要任务是，研制新一代无毒、无污染、高性能、低成本和大推力运载火箭。目前我国火箭的最大运载能力是把9吨重的物体送到三四百公里的一个地球轨道。新一代运载火箭研制成功后，最大运载能力可以把25吨重的一个物体送到近地轨道，能够把14吨重的卫星送到地球静止轨道。这种新的运载火箭既能满足我国卫星、飞船的发射需求，还能参与国际商业发射服务市场的竞争。载人航天工程：

中国载人航天已经实现航天员出舱活动，进行航天器交会对接试验；开展具有一定应用规模的短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室的研制，开展载人航天工程的后续工作。出舱活动的关键技术包括出舱外航天服、便携式环控生保系统和载人机动装置的研制。空间交会对接的关键技术是研制多种测量敏感器和先进的空间对接机构。载人航天活动要求高可靠性，将按照计划进度一步一步地走。随着载人航天活动的发展，不仅要送女航天员上去，还要把一些科学家、哲学家送上去，也许有一天新闻记者也会被送到太空。神舟飞船2005年10月17日凌晨，5天前从酒泉卫星发射中心启航的神舟六号飞船，在平安飞行115个小时32分后重返神州，缓缓降落在内蒙古四子王旗主着陆场的草地上。我国首次真正意义上有人参与的空间飞行试验取得圆满成功。至今为止，中国已经发射了九艘神舟系列航天飞船。神舟系类宇宙飞船神舟一号神舟二号神舟三号神舟四号神舟五号神舟六号神舟七号神州八号神州九号神舟一号

飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成。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。这次试验飞行没有载人，主要验证了有关创新技术。它是中国载人航天工程的首次飞行，标志着中国在载人航天飞行技术上有了重大突破，是中国航天史上的重要里程碑。这次发射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，进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网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艘搣远望攠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。

神舟二号发射时间：2001年1月10日1时0分3秒发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，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1月16日晚上7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/108圈试验项目：我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，我国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学神舟二号飞船材料、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；进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长；开展了植物、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。神舟三号发射时间：2002年3月25日22时15分。发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行，自1996年10月以来，中国运载火箭发射已经连续24次获得成功。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4月1日。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/108圈。神舟四号发射时间：2002年12月30日0时40分发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭的第69次飞行，也是自1996年10月以来，中国航天发射连续第27次获得成功。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1月5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/108圈神舟五号“神舟”五号飞船是在无人飞船的基础上研制的我国第1艘载人飞船，乘有1名航天员，在轨道运行了1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件，同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面，并确保航天员安全返回。2003年10月15日09时00分，负载着“神舟”五号的长征2F火箭发射。9时10分，船舰分离，“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船以平均每90分钟绕地球１圈的速度飞行。飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长8860mm，总重7840kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。飞船由长征－2f运载火箭发射到近地点200km、远地点350km、倾角42.4°初始轨道，实施变轨后，进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。“神舟”－5号飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的愿望，是中华民族智慧和精神的高度凝聚，是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。

神舟六号神舟六号飞船于北京时间2005年10月12日上午9:00在酒泉卫星发射中心发射升空，费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空，预计飞行时间为5天。先在轨道倾角42.4度、近地点高度200公里、远地点高度347公里的椭圆轨道上运行5圈，实施变轨后，进入343公里的圆轨道，绕地球飞行一圈需要90分钟，飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。神舟七号神舟七号载人飞船是中国神舟号飞船系列之一，用长征二号F火箭发射升空。是中国第三个载人航天飞船。突破和掌握出舱活动相关技术。神舟七号载人飞船科研单位是中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和上海航天技术研究院。长征二号F型运载火箭科研单位是中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院。神舟七号飞船全长9.19米，由轨道舱、返回舱和推进舱构成。神七载人飞船重达12吨。长征2F运载火箭和逃逸塔组合体整体高达58.3米。中国的航天员首次出舱来进行太空行走。北京时间2008年9月25日21时10分04秒988毫秒由长征2号F火箭发射升空。2008年9月27日16点30分，景海鹏留守返回舱，翟志刚刘伯明分别穿着中国制造的“飞天”舱外航天服和俄罗斯出品的“海鹰”舱外航天服进入神舟七号载人飞船兼任气闸舱的轨道舱。翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助，实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步，令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。北京时间2008年9月28日17点37分“神舟七号”飞船成功着陆于中国内蒙古四子王旗。神舟八号神舟八号无人飞船，是中国“神舟”系列飞船的第八艘飞船，于2011年11月1日5时58分10秒由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。升空后2天，“神八”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后，神舟八号飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。2011年11月16日18时30分，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面。中文名：神舟八号飞船发射地点：酒泉卫星发射中心所属国家：中华人民共和国发射时间：2011年11月1日5时58分10秒返回时间：2011年11月17日19点32分30秒主要任务：与天宫一号对接神州九号2012年6月16日18时37分，神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行，2012年6月29日10点00分安全返回。探月工程：目前我们的探月计划是分“绕、落、回”三个阶段。目前“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星已经完成了距月球表面200公里的环绕探测任务，并对月球实施了立体成像，探测月壤的厚度和成分。而“嫦娥三号”将首次完成月球着陆计划探月卫星嫦娥一号嫦娥二号嫦娥三号嫦娥一号

2007年10月24日18时05分，搭载着我国首颗探月卫星嫦娥一号的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射。卫星平台利用东方红三号卫星平台技术研制，对结构、推进、电源、测控和数传等8个分系统进行了适应性修改。嫦娥一号星体为一个2米×1.72米×2.2米的长方体，两侧各有一个太阳能电池帆板，完全展开后最大跨度达18.1米，重2350千克。有效载荷包括CCD立体相机、成像光谱仪、太阳宇宙射线监测器和低能粒子探测器等科学探测仪器。嫦娥一号月球探测卫星由卫星平台和有效载荷两大部分组成。嫦娥一号卫星平台由结构分系统、热控分系统、制导，导航与控制分系统、推进分系统、数据管理分系统、测控数传分系统、定向天线分系统和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。星上的有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验，其它分系统则为有效载荷正常工作提供支持、控制、指令和管理保证服务。嫦娥二号嫦娥二号卫星是嫦娥一号卫星的姐妹星，由长三丙火箭发射。但是嫦娥二号卫星上搭载的CCD相机的分辨率将更高，其它探测设备也将有所改进，所探测到的有关月球的数据将更加翔实。“嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。由于嫦娥二号卫星第一次轨道中途修正效果非常好，卫星运行一切正常，原计划进行的第二次轨道中途修正取消。据专家介绍，轨道中途修正的目标就是把卫星在原有轨道上的速度增量拉下来，把增量控制在10米每秒以下，根据2号下午的数字来看，这个速度增量还不到1米/秒。据介绍，嫦娥二号卫星原计划要进行三次轨道修正，由于首次修正已经实现了初步的目标，第二次的修正就没有必要了，在今后几天要择机进行第三次修正，目的就是要把卫星调整到抵达月球100千米近月点进行制动时的速度，因而中途修正是这次关键太空“刹车”的基础。据了解，从嫦娥二号卫星发射到抵达距月球100千米的时间大约为5天。

嫦娥三号嫦娥三号卫星简称嫦娥三号，专家称“三号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星。“嫦娥三号”要携带探测器在月球着陆，实现月面巡视、月夜生存等重大突破，开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动。根据中国探月工程三步走的规划，中国将在2012年左右实现月球软着陆探测自动巡视勘查。空间站的建立我国早在1992年就启动了载人空间站工程建设项目，以充分继承载人航天工程前期成果，继续使用已有的神舟飞船、长征二号F运载火箭、发射场和着陆场。载人空间站建成后，将全面实现我国载人航天“三步走”发展战略，进一步推动我国载人航天技术向更高水平发展，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术，并开展较大规模的空间应用。为推动国家科技进步和创新发展、提升综合国力、提高民族威望做出重要贡献。

天宫一号天宫一号简介天宫一号（Tiangong-1）是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，飞行器全长10.4米，最大直径3.35米，由实验舱和资源舱构成。它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。按照计划，神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船将在两年内依次与天宫一号完成无人或有人交会对接任务，并建立中国首个空间实验室。天宫一号背景1992年9月21日，中央正式批准实施中国载人航天工程，即“921工程”，在“921工程”设计之初，便确定了载人航天“三步走”的发展战略，即第一步，实现天地往返，航天员上天并返回地面；第二步，实现多人多天飞行、航天员出舱和太空行走、飞船与空间舱的交会对接等多项任务，并发射短期有人照料的空间实验室；第三步，建立空间站。

1999年11月20日，中国成功发射第一艘无人试验飞船神舟一号，初步实现了第一步的航天器天地往返。此后，中国又先后发射神舟系列的4艘飞船，并在神舟五号发射、杨利伟成为中国“太空第一人”后，完成了“三步走”战略的第一步。

2005年起，神舟六号和神舟七号相继发射，拉开了“三步走”战略第二步的序幕，并完成了前半部分，而天宫一号的则将完成第二步后半部分的任务——进行空间交会对接，建立空间实验室。

早期方案与命名2002年，在进行了方案论证和审查后，天宫一号目标飞行器整个任务方案得到通过。但天宫一号还尚未定名，只是称为“目标飞行器”，缩写：MB。2006年，天宫一号进入初样研制阶段，并命名为“天宫一号”，缩写：TG。命名可能根据以下几点：

（1）“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法，如《西游记》中的孙悟空大闹天宫。拥有民族气息。（2）“天宫”即“天上宫殿”，也容易和“空间实验室”，“空间站”这些概念联系起来。（3）天宫一号的目标中有“初步建立载人空间实验平台”一条，因此“天宫”也有让航天员在“太空中生活得舒服”这一层含义。（天宫一号是“载人空间实验平台”，或被称作“空间实验室”，并不是空间站。中国真正意义上的空间站将在2020年左右建设完成，天宫一号可以称作是相关计划的“起点”）

天宫一号结构天宫一号目标飞行器是载人航天器，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院和上海航天技术研究院研制。高10.4米、重8.5吨，分为实验舱和资源舱，舱体的最大直径达3.35米。与之前的载人航天器相比，天宫一号为航天员提供的可活动空间大大拓展，达15立方米，能够同时满足3名航天员工作和生活的需要。实验舱前端装有被动式对接结构，可与追踪飞行器进行对接。主要任务

（1）天宫一号目标飞行器作为交会对接的目标，与神舟八号配合完成空间交会对接飞行试验。（2）保障航天员在轨短期驻留期间的生活和工作，保证航天员安全。（3）开展空间应用（包括空间环境和空间物理探测等）、空间科学实验、航天医学实验和空间战技术实验。（4）初步建立短期载人、长期无人独立可靠运行的空间实验平台，为建造空间站积累经验。使用寿限

中国载人航天工程原副总指挥张建启透露，天宫一号重达8吨，采用了全新设计和许多新技术，使用寿命两年。中国载人航天工程分为三步走：一是航天员上天；二是多人多天飞行、航天员出舱，实现飞船与空间舱的交会对接，并发射短期有人照料的空间实验室；三是建立永久性空间站。此次发射就是在完成第二步的后续任务，并为完成第三步