神舟三號：驗證艙內環境控制和生命保障系統

神舟三號裝載了10項44臺有效載荷設備，以對地觀測和科學實驗為主，主要有卷云探測儀、中分辨率成像光譜儀、地球環境監測系統、多工位空間晶體生長爐、空間蛋白質結晶裝置、空間細胞生物反應器、空間環境監測系統、窗口組件及有效載荷公用設備等。飛船自主飛行期間，空間應用系統主要進行了材料科學和生命科學試驗，同時穿插進行了部分光學遙感在軌測試，以及地球環境探測和空間環境高層大氣監測儀器的試驗任務。

同時，飛船上還乘坐了一位“船長”——這是個裝有人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備的人體模型，能夠定量模擬航天員在太空中的重要生理活動參數。結果表明，擬人載荷提供的生理信號和代謝指標正常，驗證了與載人航天直接相關的座艙內環境控制和生命保障系統，證明這套系統完全能滿足載人的醫學要求。

值得一提的是，神舟三號返回艙回到地面后，其軌道艙仍然在軌飛行，并在隨后約半年中開展了多光譜對地遙感觀測和地球環境監測等空間科學和應用試驗。相比美俄等國將分離后的軌道艙廢棄的做法，我國神舟飛船軌道艙留軌利用是一大特色，既節約了成本，又提高了空間科學研究及應用的效率。

神舟四號：別開生面的“太空婚禮”

2003年元旦剛過，兩場別開生面的“太空婚禮”在神舟四號上舉行。

神舟四號搭載了52件科研設備，除了參加過此前飛行試驗的大氣成分探測器等19件設備外，還有空間細胞電融合儀等33件設備首次上天。借助這些生物實驗設備，一對動物細胞——B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、一對植物細胞——黃花煙草原生質體和革新一號煙草原生質體，在飛船上“喜結連理”。專家介紹，在微重力條件下，細胞在融合液中的重力沉降現象將消失，更有利于細胞間進行配對、融合等“親熱舉動”，此項研究將為空間制藥探索新方法。

有趣的是，神舟三號的“船長”也跟隨神舟四號再度出征。這個由仿真技術做成的模擬人體重70公斤，身體每一部分的形狀與真人宇航員基本一致，能夠滿足航天服的穿脫，能以航天員的姿態“坐”飛船座椅上，還可以模擬宇航員在太空生活時的脈搏、心跳、呼吸、飲食和排泄等多種重要生理參數，并隨時受到地面指揮中心的監控。飛船上還有不少“乘客”，包括有糧油作物、蔬菜、草、樹、藥材和真菌六大類上百個植物品種。

神舟五號：向太空送去第一位中國“訪客”

與之前的神舟飛船相比，神舟五號受到了空前關注，向浩瀚太空送去第一位中國“訪客”——楊利偉。

神舟五號任務中首次增加了故障自動檢測系統和逃逸系統，設定了幾百種故障模式，一旦發生危險會立即自動報警。即使在飛船升空一段時間后，航天員也能通過火箭逃逸塔脫離險境。飛船還具備自主應急返回的能力，在應急情況下允許航天員返回全球預定的10個應急著陸區。同時具備人工控制返回功能，在自動返回系統失效的情況下，航天員可以手動控制返回地面。

任務期間，航天員不進入軌道艙、不脫航天服，按預先規定的程序和地面指揮手動補發船箭分離、帆板展開、推返分離等指令，完成了飛船狀態監視、血壓測量、攝影攝像、飲食睡眠等工作。由于本次任務的主要目的是考察航天員在太空環境中的適應性，因此艙內的實驗項目及儀器盡量減少，以便騰出更多空間供航天員活動并進行科學觀察。

不過，當楊利偉乘坐返回艙回到地面之后，神舟五號軌道艙仍在太空中運行了100多天，開展了空間環境監測、空間定位等科學實驗，獲得了一大批有價值的科學數據。