神舟三号：验证舱内环境控制和生命保障系统

神舟三号装载了10项44台有效载荷设备，以对地观测和科学实验为主，主要有卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球环境监测系统、多工位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、空间细胞生物反应器、空间环境监测系统、窗口组件及有效载荷公用设备等。飞船自主飞行期间，空间应用系统主要进行了材料科学和生命科学试验，同时穿插进行了部分光学遥感在轨测试，以及地球环境探测和空间环境高层大气监测仪器的试验任务。

同时，飞船上还乘坐了一位“船长”——这是个装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备的人体模型，能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。结果表明，拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常，验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统，证明这套系统完全能满足载人的医学要求。

值得一提的是，神舟三号返回舱回到地面后，其轨道舱仍然在轨飞行，并在随后约半年中开展了多光谱对地遥感观测和地球环境监测等空间科学和应用试验。相比美俄等国将分离后的轨道舱废弃的做法，我国神舟飞船轨道舱留轨利用是一大特色，既节约了成本，又提高了空间科学研究及应用的效率。

神舟四号：别开生面的“太空婚礼”

2003年元旦刚过，两场别开生面的“太空婚礼”在神舟四号上举行。

神舟四号搭载了52件科研设备，除了参加过此前飞行试验的大气成分探测器等19件设备外，还有空间细胞电融合仪等33件设备首次上天。借助这些生物实验设备，一对动物细胞——B淋巴细胞和骨髓瘤细胞、一对植物细胞——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体，在飞船上“喜结连理”。专家介绍，在微重力条件下，细胞在融合液中的重力沉降现象将消失，更有利于细胞间进行配对、融合等“亲热举动”，此项研究将为空间制药探索新方法。

有趣的是，神舟三号的“船长”也跟随神舟四号再度出征。这个由仿真技术做成的模拟人体重70公斤，身体每一部分的形状与真人宇航员基本一致，能够满足航天服的穿脱，能以航天员的姿态“坐”飞船座椅上，还可以模拟宇航员在太空生活时的脉搏、心跳、呼吸、饮食和排泄等多种重要生理参数，并随时受到地面指挥中心的监控。飞船上还有不少“乘客”，包括有粮油作物、蔬菜、草、树、药材和真菌六大类上百个植物品种。

神舟五号：向太空送去第一位中国“访客”

与之前的神舟飞船相比，神舟五号受到了空前关注，向浩瀚太空送去第一位中国“访客”——杨利伟。

神舟五号任务中首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统，设定了几百种故障模式，一旦发生危险会立即自动报警。即使在飞船升空一段时间后，航天员也能通过火箭逃逸塔脱离险境。飞船还具备自主应急返回的能力，在应急情况下允许航天员返回全球预定的10个应急着陆区。同时具备人工控制返回功能，在自动返回系统失效的情况下，航天员可以手动控制返回地面。

任务期间，航天员不进入轨道舱、不脱航天服，按预先规定的程序和地面指挥手动补发船箭分离、帆板展开、推返分离等指令，完成了飞船状态监视、血压测量、摄影摄像、饮食睡眠等工作。由于本次任务的主要目的是考察航天员在太空环境中的适应性，因此舱内的实验项目及仪器尽量减少，以便腾出更多空间供航天员活动并进行科学观察。

不过，当杨利伟乘坐返回舱回到地面之后，神舟五号轨道舱仍在太空中运行了100多天，开展了空间环境监测、空间定位等科学实验，获得了一大批有价值的科学数据。