(作者：孫宏金)
為了保證載人飛船正常運行，飛船內設置了10多個功能不同的系統，這些系統根據任務的需要適當地增加和減少。主要有環境控制與生命保障系統，推進系統，制導導航控制系統，測控通信系統，熱控系統，電源系統，回收著陸系統，應急救生系統，儀表照明系統和交會對接系統等。這些系統集中了科學技術發展的最新成果。
環境控制與生命保障系統。環境控制與生命保障系統（簡稱環控與生保系統）是載人太空飛行器的一個重要系統，是直接關係到航天員生命安全的不可缺少的保障環節，是載人航天的關鍵技術之一。環控與生命保障系統在載人太空飛行器從發射待命、發射飛行、軌道飛行、返回飛行和著陸後等待回收的各個階段，為航天員創造合適的艙內生存環境條件，保障他們在太空飛行的特殊環境下安全地生活和正常地工作。
環境控制與生保系統的具體任務是：保證座艙內合適的大氣壓力。提供航天員代謝所需要的氧氣，補充因座艙洩漏等原因而消耗的氮氣和氧氣。排除人體代謝所產生的二氧化碳和其他人體或太空飛行器艙內設備、材料產生的微量有害氣體，保持座艙大氣的清潔度。保證座艙內合適的溫度、溼度和通風條件，實現冷凝水的收集和管理。保證航天員飲用水和衛生用水的供應，實行水的管理，提供飲水和供水的設備。收集和處理航天員產生的生理廢物（排洩物、嘔吐物）和其它艙內廢棄物。實現煙火檢測，提供必需的火情抑制設施。為航天員提供睡眠裝具，並保持睡眠區的小環境及合適的通風等。
環境控制與生保系統由供氣、供水、大氣淨化、溫度溼度控制、廢物處理及防火等部分組成。
供氣－載人飛船的供氣部分的作用是保證艙內一定的大氣壓力和大氣成份。人類生活在地球大氣環境中，呼吸空氣中的氧氣，外面有一定的大氣壓力。一旦人體周圍失去大氣壓力，人體內的氣體就會膨脹，溶解在血液內的氣體就會逸出，血液就會沸騰起來，人就會死亡。所以，人體不僅要呼吸氧氣，而且周圍必須有合適的大氣壓力。
前蘇聯/俄羅斯的載人飛船艙內大氣採用氧、氮混合氣體，艙內壓力與海平面的大氣壓力相同。這種艙內環境接近人在地面的大氣環境。這種環境適合人體生理要求，但艙內壓力高，艙體結構材料的選擇上要非常堅固，艙內的供氣調節系統也比較複雜。
美國的載人飛船艙內大氣採用純氧，艙內壓力為三分之一海平面大氣壓。生活艙內的壓力不一定非得接近海平面大氣壓力，人在低於這個壓力的情況下是可以生存的，但前提是必須保持正常的氧分壓。由於艙內壓力降低，艙壁就可以做的薄些，這樣就能減輕飛船的重量，供氣調節也比較容易，但是艙內充純氧，易起火，很不安全。「阿波羅」號飛船在一次地面試驗中艙內起火燒死了3名航天員，就是這個原因。此後美國人對飛船供氣系統稍做修改，發射時採用氧氮混合氣體，入軌以後再採用純氧。
飛船上的氧氣供應有三種方法。一是用高壓氣瓶儲存，通過供氣調壓系統向艙內供給氧氣。這種方法簡單可靠，適合於航天員少、飛行時間短的載人飛船。二是採用液氧的方法，就是把氧氣變成液體。液氧是氣氧密度的800倍，大大減少了氧氣的儲存容積，但是液氧須保持在攝氏零下183度以下，超低溫技術比較複雜。美國的載人飛船除「水星」號以外都是採用液氧供氣。三是採用超氧化物供氧。例如1千克超氧化鉀與水反應能釋放出0.15千克的氧氣。前蘇聯/俄羅斯的飛船根據需要交替使用過高壓氣瓶儲存和超氧化物供氧方法。
供水－在短期飛行中，航天員飲用水可以裝在水箱中從地面帶上去。由於失重因素的影響，這種水箱必須是增壓式水箱，以保證微重力條件下水的定向流動。
大氣淨化－座艙內大氣汙染主要來自航天員代謝產物和某些金屬材料、設備加熱後的揮發。二氧化碳是座艙大氣中產出量最多的有害氣體，主要來自人體的呼吸代謝。一個人一天平均呼出490升二氧化碳，如果不採取措施，則艙內的二氧化碳濃度將迅速上升，這樣會危及航天員的健康和安全。
二氧化碳淨化可以採用氫氧化鋁或氫氧化鉀作為吸收劑，吸收二氧化碳。如無水氫氧化鋁吸收被處理氣流中的水氣，生成氫氧化鋁和水化合物，再與二氧化碳反應，生成超氧化鋁和水，二氧化碳被吸收。
對其它有害氣體，根據有害氣體的種類和性質，可分別採用吸附、催化燃燒和過濾的方法來淨化。用活性炭可吸咐艙內臭氧和碳氫化合物有害氣體。對一氧化碳、氫氣、甲烷沸點低化合物則採用催化燃燒方法清除。對大氣中的微塵等有害物採用特製的過濾裝置清除。
溫度、溼度控制－載人飛船座艙內大氣中的熱量主要來自人體的代謝熱、艙內儀器設備工作時產生的熱量和透過艙壁來自飛船外部的熱量。艙內大氣的水氣主要來自人體呼吸和體表的蒸發，另外在個人衛生活動中也要向艙內揮發少量的水氣。為保證艙內的正常溫度和溼度，需要對艙內的溫度和溼度進行控制，主要通過風機、冷凝乾燥熱交換器及氣水分離裝置實現艙內溫度溼度控制。
針對不同的載人太空飛行器，人們研製了不同類型的環境控制與生保系統，以適應不同飛行任務、不同飛行時間和不同乘員人數的需要，從而降低運行費用，提高綜合效益。按主要工作原理，環境控制與生保系統通常分為非再生式和再生式兩類。
非再生式系統的氧氣和水均為消耗物質，不能重複使用。再生式又分為部分再分和完全再生。部分再生系統將廢水經過適當處理以後重複使用；完全再生系統除水和氧氣可以循環使用外，食物也可自給，這就要求在載人太空飛行器上種植植物和飼養動物。
非再生式環控與生保系統也稱貯存式環控與生保系統，比較簡單，迄今所有的載人飛船都是採用非再生系統。將航天員生活的主要物資，如氧氣、水、食品以及其他用於實施環境控制的物質如淨化劑等，都按任務需要在地面上準備好，用一定方式儲存起來，帶入空間一次性使用。這些物質將逐漸消耗，不考慮回收使用，在運行中生成的廢氣、廢水和廢物均採取一定措施，收集存儲後帶回地面，不考慮綜合利用。這是非再生式環控與生保系統的主要特點。但是，作為長期載人的空間站，採用非再生系統，需要經常從地面為航天員送去大量的氧氣和水，很不經濟，因此，空間站裡多採用再生系統，例如俄羅斯和平號空間站就實現了廢水的處理和重複使用。
推進系統。飛船的推進系統是控制飛船運動的系統。
火箭之所以能飛行，是由於有火箭發動機。燃料在火箭發動機燃燒室內燃燒後，產生高熱氣流，以極高的速度從噴管噴出，正是這股高速氣流產生的反作用力驅動火箭 。
如果在飛船的不同方位安裝上火箭發動機，或者安裝可以使噴管向不同方向擺動的火箭發動機，通過改變火箭噴管的噴出方向，來改變飛船的航向，就實現了對飛船的操縱。由於太空中沒有大氣阻力，即使很小的力，也能改變飛船的飛行狀態。
飛船的推進系統就是由推力不同的火箭發動機和推進器組成的，火箭發動機為飛船軌道運動提供所需要的推力，推進器可為飛船改變運動狀態提供所需要的推力。
飛船的推進系統具體承擔以下任務：把在近地球軌道上的飛船送到較高的地球軌道或交會軌道；為飛船提供變軌、修正軌道的控制力；為飛船的交會對接提供推力和為航天員的艙外活動提供推力。
在載人飛船上應用的推進系統有冷氣推進、化學推進和電推進。極少數飛船上用重力或引力推進，而新型的推進技術，例如太陽能帆推進、核推進和雷射推進等還在研製階段。
冷氣推進系統－冷氣推進是利用高壓惰性氣體，如貯存在高壓氣瓶中的氮氣，通過減壓閥門進入噴嘴噴出時產生的反作用力，推進飛船前進。
化學推進－也稱熱氣推進，化學推進系統可分別採用單組元推進劑和雙組元推進劑。聯盟號飛船採用過氧化氫作為單組元推進劑，過氧化氫與催化劑接觸，分解成高壓氣體，從噴管噴出，產生反作用力，對飛船進行姿態控制。聯盟號飛船的變軌推進系統採用雙組元推進劑。
電推進系統－電推進系統比化學推進系統性能更高，採用電推進系統時，完成同樣的功能太空飛行器所需攜帶的推進劑量遠小於化學推進系統，且推進系統的重量也很輕，從而使太空飛行器上的有效載荷重量增加，延長太空飛行器的壽命。電推進的成本也較低。但電推進系統工作的前提條件是太空飛行器上必須要有充分的能源（如太陽能、核能、化學能等），並通過能源管理與分配系統向推進系統提供足夠的電力。
電推進系統既可作為太空飛行器的主推進系統，也可作輔助推進系統，執行軌道升高與調整、軌道保持、制動補償和位置保持、姿態控制、定向控制、復原以及地球空間和行星際太空飛行器的軌道進入等任務。
電推進系統分為電熱推進系統、靜電推進系統和電磁推力器系統。
制導、導航和控制系統。在了解制導、導航和控制系統前，我們來了解一下涉及該系統的一些名詞術語。
姿態：是指航天體繞質心的運動。它有三種運動狀態，即俯仰、偏航和滾動。姿態控制就是對航天體俯仰、偏航、滾動的控制，使其不亂翻滾，按預定的軌道飛行。要測量航天體的姿態變化情況必須有一個參照物，作為飛船上慣性器件的測量基準。這個參照物可以是太陽、地球或太陽系外其它恆星。
導航：它的目的是確定飛船在運行軌道或飛行軌跡上的位置和速度。
制導：在飛船的空間位置和速度已知的情況下，通過姿態控制和軌道控制將飛船導引到預定的空間位置。
控制：在飛船整個飛行期間，通過穩定和調整飛船的姿態，使飛船指向空間給定的方向。
在軌道上運行的載人飛船，由於受到重力、地磁場等外界因素的影響，姿態不斷發生變化；載人飛船在空間要與其他太空飛行器交會對接，需要改變運行軌道，做機動飛行。這些都需要對飛船的運行狀態進行調整、控制。
載人飛船的制導、導航和控制系統是載人飛船的重要分系統之一。它使載人飛船按預定計劃在太空飛行，控制飛船的姿態和軌道機動，保證飛船完成全部飛行任務並安全返回。
制導、導航、控制系統的主要任務是：在軌道運行階段控制飛船姿態；進行變軌機動；完成返回階段制動離軌、返回制導與姿態控制；控制交會對接；實現航天員手動控制；對飛船進行故障檢測管理等。
制導、導航和控制系統的性能及可靠性直接影響到整個載人飛行任務的完成和航天員的安全。因此，世界各國在航天領域內都十分重視制導、導航和控制技術的研究和發展。載人航天事業的每一個重大突破和進展都是與制導、導航和控制技術的發展密切相關，都體現了制導、導航和控制技術的重大進步。如果沒有精確的導航和控制技術，載人登月只能停留在科學幻想階段；如果沒有交會對接控制技術，就不可能建立永久性的載人空間站；如果沒有先進安全的返回控制技術，航天員就不可能安全返回地球。因此，制導、導航和控制技術是載人航天領域的重要關鍵技術。
制導、導航和控制技術是一項綜合性的航天高新技術。它的發展和航天動力學、現代控制理論、現代光學、微電子技術以及計算機技術的發展密切相關。對載人航天的制導、導航和控制技術的研究，促進了這些相關技術的發展。而現代控制理論、現代光學、微電子技術和計算機技術等的發展也為載人太空飛行器制導、導航和控制技術的發展奠定了堅實的理論和技術基礎，促進了載人航天事業的飛速發展。
制導、導航系統由自動控制和手動控制兩部分組成。自動控制系統由測量部件、電子計算機及執行機構組成。測量部件用來測量飛船瞬時姿態的數據，經計算機處理之後，發出相應指令，由執行機構產生作用力，改變和維持飛船的姿態。主要設備有慣性測量裝置、紅外地球儀、光學敏感器、船載計算機及交會對接雷達。
慣性測量裝置－用於測量飛船在空間的姿態和速度。
紅外地球儀－通過地球的紅外輻射來確定飛船相對當地地垂線的方位，測量出飛船的俯仰角和滾動角。
光學成像敏感器－該敏感器是飛船交會對接控制系統的專用儀器，當飛船和目標飛行器間的相對距離為0至100米時，用光學成像敏感器測量飛船和對接目標間的相對距離和相對姿態。
交會雷達－交會雷達用來測量飛船和對接目標的相對距離和相對姿態以及相對距離和相對姿態的變化，用於飛船遠距離自主導引和近距離自主導引。交會雷達有微波雷達、雷射雷達等。俄羅斯的聯盟TM飛船用的是微波雷達。
光學瞄準鏡－該瞄準鏡是航天員專用觀察儀器，由周邊光學系統和中心光學系統組成。通過周邊光學系統航天員可以觀測地球邊沿在觀察屏上的成像，可以確定飛船的府仰姿態和滾動姿態。通過中心光學系統觀察飛船正下方地面目標的運動軌跡，可以確定飛船偏航姿態。在交會對接過程中，航天員用它可以確定飛船和對接目標的相對位置和相對姿態。
船載計算機－船載計算機是整個飛船的關鍵部件。它負責完成載人飛船的制導、導航和控制任務。船載機算機上具有故障診斷、隔離和重構能力的三機容錯計算機系統。制導、導航和控制系統的計算機之間定期進行數據交換，指令輸出採用三取二表決制度。各計算機具有自診斷功能。當有一個計算機失效時，船載計算機退化成雙機容錯計算機。如果有兩個計算機失效，剩下單機仍能完成飛船的控制任務。
手動控制器由控制手柄、鍵盤、按鈕等組成。
測控通信系統。測控就是跟蹤測軌、遙測和遙控的簡稱，這裡主要是指地面測控系統。它包括地面測控系統對飛船的跟蹤觀測，獲得其相對地面的運動信息，藉以了解和預報其運行情況；獲取飛船內部設備的工作參數，藉以了解飛船內各部件的工作狀態；對飛船進行必要的指令控制，按照任務需要改變其它工作狀態、軌跡、姿態及進行機動飛行。
通信是指獲取、傳輸飛船和地面之間的視覺和語音信息。它包括獲取飛船艙內、艙外的環境圖像和航天員的生態形象，航天員與地面指揮控制人員的通話語音，地面向航天員播放的電視節目等。
跟蹤測軌－跟蹤測軌是地面控制系統跟蹤測量太空飛行器相對地面的速度、距離、方位，藉以確定其運動軌跡。
遙測－就是進行遠距離測量。飛船內部工作的狀態和環境情況通過遙測傳感器、採集編碼和調製設備，將其測量參數收集後發回地面。
遙控－就是進行遠距離控制。遙控的任務是向飛船發送地面控制中心的實時的控制、操作指令或者控制操作的數據（包括各種控制參數），修改或新增程序控制指令或船載計算機的新程序等。
圖像信息傳傳輸－早期的飛船，如俄羅斯的東方號飛船、美國的雙子星座號飛船等，均採用圖像的模擬傳輸。圖像模擬傳輸佔用信道頻帶寬度較窄。技術難度較小。但是，隨著航天技術的發展，對圖像質量地要求越來越高，現在的載人飛船多以數字形式傳輸，它的主要優點是圖像的傳輸可與其它太空飛行器信息共用信道，圖像質量好。
天地語音傳輸－語音是航天員與地面的直接對話。在太空飛行器上實行語音通信可以是模擬方式，也可以是數字方式。由於數字式語音傳輸有話音清晰度高、抗幹擾能力強、保密性好、可與其它太空飛行器信息共用信道的特點，因此目前多採用數字式的語音傳輸。
測控與通信系統的主要設備有發射機、接受機和天線等。
熱控系統。載人飛船繞地球軌道飛行時，會遇到高溫和低溫兩種環境。在受到太陽光照射時，表面溫度可達100度以上，反之，當飛船 進入地球陰影區見不到太陽時，表面溫度要降到零下100度，而且這種冷熱劇烈交替的狀態會周而復始的進行。
飛船內的航天員和儀器設備只有在一定溫度環境條件下才能正常工作。一般飛船上的儀器設備要求溫度最高不超過40度，最低不低於零下40度；飛船內航天員及儀器設備都不能承受外層空間劇烈的溫度變化。為了保證飛船艙內溫度始終處於允許的範圍，載人飛船必須有熱控系統。
加熱載人飛船的熱源主要是太陽。其次，載人飛船在受到太陽直接加熱的同時，還受到地球反射過來的太陽光的加熱。太陽直射和地球反射這兩項的加熱，佔載人飛船所受總熱量的90%以上，佔載人飛船總吸收熱量的60%以上。再者，地球本身是一個低溫熱源，向外放出輻射熱。載人飛船每時每刻都在接受地球的輻射熱。最後，載人飛船內部儀器工作時也會產生熱量。載人飛船在受到以上各種熱源加熱的同時，不斷通過其殼體的外表面向周圍的冷空間放熱。通過上面的熱源分析可以看出，在載人飛船吸熱和放熱的過程中，吸熱是產生溫度變化的主要方面，而主要熱源是太陽。因此，溫度控制的關鍵在於限制載人飛船對太陽熱的吸收。
飛船的熱控分為被動控制和主動控制兩種。
被動式溫度控制是利用載人飛船表面的熱輻射特殊結構及儀器表面的熱傳導材料來進行的，它沒有自動調節溫度的能力，簡單可行，無需消耗電能。被動控制技術主要用於飛船外表面隔熱、保溫。被動控制技術主要用於飛船外表面隔熱、保溫。被動式溫度控制的主要方法包括為飛船表面添加溫控塗層、多層隔熱材料、導熱膠等。
通過在飛船的外表面上塗上低吸收輻射比的塗層，從而使載人飛船在日照區少吸收太陽能，多放輻射能，這樣就可以使溫度不致過高；而在內表面塗上高輻射率的塗層，如黑漆，這樣就能加強載人飛船內輻射熱的交換，促進溫度高的部分多放熱，溫度低的地方多吸收熱，從而使殼體各部分承受的熱量比較均衡，溫差也較少。
主動式溫度控制具有自動調溫能力，採用液體對流熱循環迴路，通過各種熱交換器，最後以熱輻射和蒸發形式，將熱量散發到艙外空間。
主動式溫控是根據外熱源和內熱源的變化自動調節飛船結構部件、儀表設備溫度的熱控技術。主要採用液體對流換熱循環迴路，將艙內的熱量通過各種熱交換器進行傳遞，最後以熱輻射和蒸發形式散發到艙外空間。利用熱管來控制載人飛船內部的溫度是主動式溫控的一種重要方法。
熱管由管殼、傳遞熱能的工作液體和具有毛細結構的管心組成。其工作原理是，熱管的一端為蒸發器，外部熱經蒸發器管壁傳給工作液體，管心中的液體蒸發後成為蒸氣，經中心通道向熱管的冷凝器，帶走了熱量；在冷凝器蒸發凝結成液體，放出熱量，而冷卻後的液本沿管心在毛細力的作用下再回到蒸發器；如此循環不已，可不斷地將熱量從蒸發器傳遞到冷凝器。
返回艙再入大氣層後，進入距地面70－40千米高度時的稠密大氣層時，是氣動加熱量最嚴重的一段。此時，返回艙被數千度的高溫氣流所包圍，就像一個大火球，向地面飛來。如果不採取防熱措施，整個返回艙將像隕石一樣化為灰燼。為返回艙降溫是確保航天員生命的關鍵技術。為飛船降溫主要採用3種辦法。
吸熱式防熱－是利用某些材料來吸收大量氣動熱量的一種方法。吸熱式防熱材料採用導熱性能好、熔點高和熱容量大的金屬材料，如鈦合金。用這種材料做成的返回艙蒙皮有較大的熱容量，氣動加熱傳給飛船的熱量為蒙皮所吸收，儲存在蒙皮內。不過，這種防熱方法防熱能力有限，只適用於加熱量很小的部分。
輻射式防熱－用輻射散熱的方法將熱量散去。用於做蒙皮的輻射材料有鈦合金及陶瓷或複合材料。此種方法只適用於最大熱流不超過每平方米100大卡的情況。
燒蝕防熱－固體材料，一般是高分子材料，在高溫加熱時，表面部分材料會熔化、蒸發、升華或分解汽化。在這些過程中將吸收一定的熱量，這種現象叫燒蝕。燒蝕防熱是有意識地讓表面部分材料燒掉，將熱量帶走，從而達到保存主要結構的目的。燒蝕材料種類很多，如玻璃鋼。燒蝕防熱是廣泛用於載人飛船再入大氣層時降溫的一種方法，目前，隨著技術的發展，燒蝕材料也越來越先進。
電源系統。飛船的制導、導航、遙測、無線電通信、溫控等各種設備都需要電源。載人飛船的電源系統具有重量輕、可靠性高、壽命長、效率高等特點，在運載火箭發射是增生的衝擊、震動中，在溫度和壓力變化範圍較大的情況下能正常工作，工作電壓和電流非常平穩，能抗太空輻射。
電源系統就是為飛船生產、儲存和分配電源的系統，它由供電和配電兩部分組成。
供電部分有太陽能電池、化學電池、核電源。現在用的較多的是太陽能電池和化學電池。太陽能電池是一種把太陽能轉換成電能的裝置。一般把大量太陽能電池片有序的裝貼在基板上做成太陽能電池帆板，安放在飛船上，基板是用高強度輕型複合材料製作的。太陽能電池帆板可摺疊，發射時摺疊起來，進入軌道以後伸展開。雖然每片太陽能電池片（一般10平方釐米左右）僅能提供很小的電流、電壓，但大量的電池片經適當地串聯和並聯則可提供飛船所需要的較大的電流和電壓。
太陽能電池必須在太陽的照射下才能工作。當飛船進入地球陰影區時，太陽光照不到，太陽能電池也就發不出電來。為了保證飛船儀器設備的正常工作，飛船上還裝置有化學電池，常用的有銀鋅電池、鎘鎳電池和燃料電池。
返回著陸系統。載人飛船的返回過程是整個飛行任務的最後階段，如果飛船的返回著陸系統發生故障，就不能保證正常返回和安全著陸，從而導致整個飛行任務的失敗。載人飛船安全返回著陸系統的任務是按程序完成離軌、減速、著陸。返回著陸系統主要由制動離軌系統和著陸系統兩部分組成。
飛船 從空間返回地球，首先要脫離原來的運行軌道，使其進入返回軌道。要使飛船脫離原來的運行軌道，就要把飛船的速度降下來。載人飛船是利用制動火箭產生與飛船運動方向相反的推力，而使飛船飛行速度減慢。這種制動火箭也叫變軌發動機，制動離軌系統主要由變軌發動機和相關控制系統組成。
著陸系統由減整速裝置、著陸緩衝裝置和標位裝置等組成。減速裝置－減速裝置是著陸系統的核心，通常都採用降落傘系統來實現著陸減速。降落傘系統由引導傘、減速傘和主傘組成。引導傘的作用是拉出減速傘。減速傘使返回艙減速到主傘所要求的開傘速度，以及為拉出主傘提供所需要的拉力。減速傘將返回艙速度由每秒200多米減少到每秒數十米。返回艙在氣流中運動一般是不穩定的，會出現擺動、旋轉和翻滾，在這種情況下打開減速傘還能起到穩定返回艙的作用，因此，減速傘也稱穩定傘。主傘的面積較大，它能將返回艙的下降速度進一步減低到安全著陸速度。
著陸緩衝裝置－用降落傘使返回艙減速是有限的，一般可減至6－8米。為此，須在返回艙接觸地面前的很低高度內，採用動力制動方法進一步降低返回艙的下降速度。返回艙一般採用反推火箭發動機作為著陸緩衝裝置。
標位裝置－標位裝置又稱助尋裝置，它在返回艙下降過程和著陸後，向地面搜索人員提供返回艙的位置或方位信息，以便地面搜索人員儘快發現目標，開展回收作業。返回艙標位以無線電標位為主，輔以其他標位手段。無線電標位一般是用安裝在返回艙上的信標機和地面無線羅盤相配合的方式，確定返回艙的方位。
應急救生系統。載人飛船上升階段的飛行時間同總飛行時間相比是很短的，但上升階段，卻是運載火箭最容易出現故障和危險的階段。大量的飛行試驗結果表明，在上升階段，運載火箭的發動機可能出現推力不足、提前熄火、甚至發生爆炸；制導系統故障可能使火箭失去控制、偏離預定軌道；火箭各級間的分離機構失靈，會使工作完畢的發動機不能分離等。在上述情況下，運載火箭都不能正常地把飛船送入預定軌道。這時，必須立即中止飛行，讓飛船按應急返回程序回到地面。特別是當出現直接威脅到航天員生命安全的危險情況時，必須立即使航天員脫離危險區，把他們送到安全地點。當然，作為飛船的運載火箭必須具有高度的可靠性，以避免在飛行過程中出現上述危險情況。但是，為了確保飛行安全，還必須詳盡地考慮各種危險情況出現時應該採取的相應的救生措施，以防患於未然。
聯盟TM飛船的應急救生系統由逃逸塔（救生塔）、飛船軌道艙、返回艙、分離機構、氣動穩定柵板等組成。逃逸塔由整流罩、逃逸發動機組成。在緊急情況下，逃逸發動機點火，使逃逸塔與運載火箭分離，然後按返回程序，返回地面。
當火箭起飛後，運載火箭發生故障，飛船整流罩分離前的救生程序為：收到救生逃逸指令後，關閉運載火箭發動機，逃逸救生系統與火箭發離；救生火箭主發動機和姿控發動機點火後，打開穩定柵板；在逃逸救生系統飛至救生軌道最高點之前，返回艙解鎖，救生分離發動機點火，返回艙與逃逸救生系統分離；返回艙調整姿態使大底朝前；返回艙回收著陸。當火箭起飛、整流罩分離後，動載火箭發生故障的救生程序為：關閉運載火箭發動機，飛船推進艙與運載火箭分離，飛船機動發動機點火；飛船機動發動機關機；推進艙、返回艙、軌道艙分離；返回艙返回著陸。
儀表照明系統。航天員進入飛船以後，在整個飛行期間主要信息都從儀表上獲得，如飛行的姿態、速度、所在軌道上的位置和地球上的地理位置，運行軌道是否符合要求，各系統工作情況等。當航天員須手動操作時，可以通過儀錶板上的按鈕或儀表顯示屏上的觸敏膜進行操作，操作結果也可以從儀表顯示屏上看出來。
儀表還可按時通知航天員應進行的工作，例如到達領土上空時，可以發出遙測信號、電視信號與地面指揮中心通話，以及提示何時該進行餐飲、休息、活動和睡眠等，可見飛船上的儀表就是航天員的「耳目」和「助手」。
照明系統可以為航天員提供工作和生活上的照明，使他們能正確判讀儀表，檢查儀表，看手冊、地圖、儀表顏色編碼、按鈕和亮度調節器的標牌。
照明系統分為儀表照明、功用照明和備用照明。
交會對接系統。空間交會對接是空間交會和空間對接的總稱。空間交會是指兩個或兩個以上的太空飛行器，在空間軌道上按預定位置的時間相會。對接是指兩個太空飛行器在空間軌道上相會後，在機械上連成一個整體。交會對接系統是由對接機構和控制系統組成的，其基本功能是交會、對接和分離。主動前去對接的太空飛行器，稱受控太空飛行器；被對接的太空飛行器，稱目標太空飛行器。
空間交會對接的過程可分為：地面引導、自動尋的、交會、停靠和對接五個階段。
地面引導階段：目標太空飛行器一般是一個已知沿軌道穩定運行的太空飛行器，受控太空飛行器入軌後，在地面測控站控制下，進行軌道機動，直到受控太空飛行器上的敏感器捕獲目標太空飛行器為止。這時，受控太空飛行器與目標太空飛行器的距離大約在100千米以內。受控太空飛行器捕獲目標太空飛行器以後，就進入自主對接控制狀態，在航天員參與操縱下，對目標進行搜索。
自動尋的階段：將受控太空飛行器引導到距離目標太空飛行器附近某一點，一般距離目標太空飛行器1千米以內，對目標太空飛行器進行瞄準，測量兩個太空飛行器的相互距離和相對速度。
交會：當受控太空飛行器距目標太空飛行器300以內時，即實現了交會。此時要降低兩個太空飛行器之間的相對速度，將速度控制在每秒1.5米到3米範圍，慢慢靠近目標太空飛行器，將受控太空飛行器移動到目標太空飛行器的對接軸線上，以滿足無碰擊的對接要求。
停靠：從兩個太空飛行器對接軸對準起，到對接機構開始接觸為止。停靠以後，機動發動機須立即關閉。
對接：在這個階段完成兩個太空飛行器之間結構上的連接和鎖緊。
對接機構有杆－錐式對接機構和爪式對接機構兩種。