飞船的发射，对发射时机有着比较特殊的要求。发射人员必须要选择一个适合发射飞船的时间范围，在这个时间范围内才可以将航天器发射出去。这个适合飞船发射的时间范围，专业术语叫“发射窗口”。根据发射时的天气、气象、天体活动情况和航天器执行任务的不同，发射的窗口时间也叫做发射窗口宽度，它有长有短，有的发射窗口时间长达几天，有的发射窗口只有几分钟。
当时，中国空间技术研究院是负责计算“神舟一号”飞船发射窗口时间的机构。因为11月15日至17日有降温，高空风速又超过了45米／秒，各种条件都不是很理想，而18日到22日之间，都有合适的发射窗口时间。综合多方数据，最后发射时间敲定在1999年11月20日。
1999年11月20日凌晨，酒泉卫星发射中心的发射场上，“神舟”飞船傲立在寒风之中。全部参试人员都肃穆地站立在“神舟一号”的脚下。寒风刮在脸上，冷冷的，刺得人脸生疼。一个简短的动员大会就在“神舟一号”的脚下召开了。工作人员面对“神舟一号”郑重宣誓——“神舟”飞船，我们绝不会辜负你对我们的期望，绝不会辜负祖国和人民对我们的期望！
从载人航天工程立项到1998年运输试验开始，科研人员已经潜心研制了六年。经过无数个日日夜夜的努力，付出了数不清的汗水和辛劳，中国的“神舟”飞船终于要横空出世了！
飞船只有腾空，才能展示它雄壮的力量。“神舟”飞船的成功发射与回收，将使我国成为继美国、前苏联之后第三个掌握载人航天技术的国家，这将成为我国航天史上的又一个里程碑。
此次发射选在甘肃酒泉卫星发射中心进行。为了进行载人飞船的发射，在发射场内新建了高达百米的发射塔。在发射塔上，大型运载火箭和试验飞船第一次展向世人展露了它的雄姿。运载“神舟”飞船的火箭是在“长征二号捆绑式”火箭基础上改进研制的“长征二号F”运载火箭。
“远望一号”测量船到达指定地点，各测量船、测量站准备完毕。
火箭系统燃料全部加注完毕，整流罩通风调温情况良好，各分系统进入发射前准备状态。
飞船系统燃料加注完毕，系统测试正常，8个分系统检查正常。
空军、海军、兰州军区、成都军区协调完毕，准备参加应急回收的伞兵部队已在机场待命。
巨大的船、箭、塔组合体像一个即将出征的勇士，静静地矗立在一望无际的西北大戈壁滩上，等待点火的庄严一刻。
飞船首次试飞，吸引了上万名参观者。人们不顾彻夜的寒冷，早早就在远处的戈壁滩上等候。
“神舟一号”成功发射升空
“1分钟准备！”酒泉卫星发射中心指挥大厅里传来0号指挥员的声音，“10、9、8、7、6、5、4、3、2、1，点火！”
橘红色的火焰从火箭尾部急速喷射出来，伴随着震耳欲聋的巨大轰鸣声，火箭携带着“神舟一号”飞船迅速升空，呼啸而去。
发射场上，观看的人群发出了激动人心的欢呼声。
程序转弯，火箭起飞12秒，一切正常。“逃逸塔分离！”“助推器分离！”“一级火箭分离！”调度员的声音回荡在空旷的发射场上。他每报告一个信息，发射场上都响起一片欢呼声。
“神舟一号”发射升空突然，大屏幕下面的一组数据跳变不停。前方一个测控站传来的数据显示：火箭飞行速度急速下降。
专家席上的一排人齐刷刷地站起来，紧张地盯着大屏幕。首长席上，每个人都瞪大眼睛。指挥大厅里似乎能听见心跳的声音。
大家在焦急之中，等来了北京航天指挥控制中心的声音：“船箭正常分离，火箭反推点火！”
火箭飞行约10分钟后，“神舟一号”与火箭分离，准确进入预定轨道。“神舟一号”入轨后，分布于地面测控站和身处太平洋、印度洋海域的“远望一号”“远望二号”“远望三号”和“远望四号”测量船接力式地对它进行跟踪测量，并把各项测量参数汇总到位于北京的指挥控制中心。地面各观测站在飞船飞行期间，还对飞船内部的生命保障、姿态控制系统进行充分的测试。在绕地球正常飞行了21小时后，地面指挥中心向飞船发出了姿态调整、轨道舱分离、反推发动机启动等一系列指令。21日凌晨3时，“神舟一号”顺利完成了返回地球的准备工作，进入返回轨道。再入大气层后，“神舟一号”按预定指令依次打开引导伞、减速伞和主伞，徐徐下落。在接近地面时，主伞自动抛落，着陆缓冲发动机在距地面仅1.5米时点火，进一步减速，使飞船平稳安全地落地。着陆点在内蒙古中部地区。
中国的载人航天之门从此被叩开
“神舟一号”的平稳安全降落，标志着中国载人飞船的首次不载人轨道飞行试验获得圆满成功。这一壮举揭开了中国航天史的新篇章。虽然“神舟一号”只是一艘试验飞船，很多技术功能还尚未完善，但是它的完美返回对中国、对全世界的震撼是巨大的，它打破了美国和前苏联在载人航天领域的垄断地位。中国的载人航天之门从此被叩开了。
此次发射第一次采用在技术厂房对飞船、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。飞船在轨道运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”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。
“神舟一号”飞船的成功发射与回收，是我国航天史上的又一里程碑，标志着我国载人航天技术获得了新的重大突破，使我国载人航天事业的发展迈出了重要一步。
“神舟一号”是一艘不载人的试验飞船。此次进行的是它的首次研制型飞行试验，主要目的是考核运载火箭的性能和可靠性。“神舟一号”飞船落点偏差仅11.2千米，这一成果使我国成为继前苏联、美国之后世界上第三个掌握返回可再控入技术的国家，为实施载人飞行计划奠定了坚实的技术基础。
知识点运载火箭
运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具。其用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。它是在导弹的基础上发展的，一般由2～4级组成。每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱、内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。级与级之间靠级间段连接。有效载荷装在仪器舱的上面，外面套有整流罩。
到目前为止我国共研制了12种不同类型的“长征”系列火箭，能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。
从1970年到2000年的30年间，我国发射长征系列火箭共计67次，成功61次，发射成功率为91%。在1994～1996年年间曾一连几次发射失败，使我国在国际商业发射市场的声誉处于低谷。中国航天工业总公司经过一系列质量整顿后终于打了个翻身仗。自1996年10月到目前已连续25次发射成功，这在世界卫星发射界也是不多见的。
在我国运载火箭的发展初期，探空火箭的研制占有重要的地位，尽管它是结构简单的无控火箭，但却是新中国成立后的第一枚真正的火箭。从1958年开始，我国陆续研制出包括生物、气象、地球物理、空间科学试验等多种类型的探空火箭。
“神舟二号”：第一艘正样无人飞船
“神舟二号”飞船于2001年1月10日在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船返回舱在轨道上运行7天后成功返回地面。“神舟二号”飞船是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。
第一位乘客是生理假人
“神舟二号”飞船航天员系统在“神舟二号”飞船上安装了仿真航天员——生理假人。
太空的环境条件是十分严酷的，特别是轨道空间存在高真空、高辐射和微重力三项特殊因素。这些既是空间资源，但又对航天员造成了不利的生存环境。
在航天员正式进入太空之前，为了保障航天员的生命安全，需要研究各种太空环境因素，以及飞船升空和返回过程中影响航天员的生物医学效应，以便为飞船工程设计提出医学和工效学的要求，对航天员实施周全的飞行医监医保措施，配置航天员专用的医监医保设备。
为完善航天员环境控制与生命保障系统，国外载人飞船的相关试验一般是从搭载小动物开始来试验，而我国则采用了更先进的现代装置——模拟假人。用假人模拟航天员所消耗的氧气与二氧化碳，通过先进的地面医疗监测台测试“航天员”的生理信号变化。
中国早期发射的是无人飞船，虽然只在里面安放了一个假人，但假人却不是看起来那么简单，虽然不吃不喝，但各种“器官”基本上都有：模拟呼吸系统、心电图传输、模拟血压装置……对人体生存环境的各种因素基本上都测量到了。
假人体内安装的氧气置换系统，可以像真人一样呼吸，吸入氧气，排出二氧化碳。地面值守的航天医生通过电视图像、双向通话、舱载医监设备，可以连续监测假人的心电、呼吸、血压、体温等生理参数，这些数据通过测控系统传输给地面医监台，供航天医生分析判断。
全方位立体测控
“神舟二号”飞船发射升空后，进入了距地球表面高度近地点为200千米、远地点为340千米的椭圆轨道。按照预定计划，这时要进行变轨，将飞船调整到距地球表面340千米高的圆形轨道上。变轨能否成功，将影响飞船能否在轨飞行和准确返回预定着陆区。
此时，在北京航天指挥控制中心内，大型计算机按照技术人员的指令，高效地对各种数据进行综合处理，迅速生成了飞船变轨的实施步骤。当飞船飞行至远地点高度时，地面控制人员下达了变轨指令，变轨指令通过相关测控站点的测控设备直接传给了飞船。在信号传输上，中国的设计人员采用了一种被称为透明传输的技术，它的采用，使得指令从发出到被飞船接收到只需要2秒钟时间。接到指令后，飞船上的发动机点火，在发动机的推力作用下，飞船成功地进入了圆形轨道。
“神舟二号”飞船在轨道上飞行31圈之后，在地球重力和气流阻力等多方面因素的综合影响下，飞船轨道高度在飞行中逐渐降低。这就需要通过控制飞船上发动机的点火时间和推力，使飞船始终保持在正确的轨道上飞行，这就是轨道维持。
控制和维持飞船的飞行轨道需要精确的轨道计算。地面发送的轨道控制数据如果出现毫厘之差，对在太空中飞行的飞船来说，调整后的轨道就有可能相差几十甚至上百千米。在北京航天指挥控制中心的统一指挥和调度下，陆海基航天测控网负责实施首次轨道维持。西安卫星测控中心首次启用了最新研制建成的测控网网络管理系统，实现了测控资源的最优配置和测控设备的远程监控，大大提高了测控网的可靠性和有效性。12日20时24分，进行轨道维持的控制数据指令向飞船发出。不久，从飞船上传回的数据表明，飞船已接收到指令并成功进行了轨道调整。这种轨道维持，在“神舟二号”飞船的飞行全过程中，进行了多次。
当“神舟二号”飞船绕地球飞行第107圈，经过南大西洋上空时，在这里等待的“远望三号”远洋测量船会向飞船发出返回指令，16日18时33分，按预定计划，飞船飞临“远望三号”上空。舰载雷达天线稳稳地跟上了刚从海平面出现的“神舟二号”飞船。与此同时，船载其他各测量通信设备也按预定方案，准确及时地捕获跟踪目标，获取飞船各种有效数据。通过“远望三号”的遥控指令，飞船进行了姿态调整、舱体分离。此时从船上的显示屏中，可以看到一个亮点正在向下方运动，这就是分离后的返回舱，它已从飞行姿态转为返回姿态并开始返回。
“神舟二号”在太空飞船在返回轨道上运行了大约24小时后，进入距地面80千米的大气层。此时，由于返回舱表面与大气层的剧烈摩擦产生的等离子层在飞船外围形成了电磁屏障，致使地面与飞船失去联系。但经过严格的轨道计算，技术人员可以估计出飞船的大致降落区域，地面搜寻人员早已等待在内蒙古中部的草原上。返回舱在落地后发出信号，让搜寻人员确定它的具体落点。此时，4架直升机和6辆搜索车飞快赶向着陆点。
至此，中国载人航天工程的第二次飞行试验获得了圆满成功。
“神舟二号”飞船上还装载了一台可制备多种晶体材料的“百宝箱”——多工位空间晶体生长炉。由于太空中几乎没有重力，在这种特殊的环境中，各种比重不同的物质可以在一起“和平共处”，几乎没有地面上的对流和沉淀等现象，可以生长出地面上得不到的结构完整、性能优良的晶体材料。因此，在飞船上进行空间材料科学试验，对于获取高品质的功能晶体材料，了解晶体材料生长过程中对晶体品质的影响、指导地面批量生产具有重要意义。
