航天员返回地球，需要闯哪些“关”？

中国航天员汤洪波、唐胜杰、江新林在神舟十七号载人飞船中完成了他们的历史性任务。随着飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，标志着他们为期六个月的太空之旅画上了圆满的句号。然而，从太空返回地球的旅程并非易事，航天员们需要闯过与空间站分离、制动减速、再入大气层、降落伞减速、着陆缓冲这五个关卡，才能安全地踏上回家的路。

神舟载人飞船构型

返回舱挥别太空前的准备之旅

航天员们想要重返地球，首先需要调整好飞船的 “姿势”，就像我们开车回家前要先把车头调向回家的方向一样。飞船先是在水平方向逆时针转动 90°，从轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的状态变成横向飞行状态，这是第一次 “调姿”。接着轨道舱和返回舱分开，此时飞船就变成了推进舱和返回舱的组合体。然后这个组合体再逆时针转 90°，让推进舱在前、返回舱在后，并且调整好角度，准备 “刹车”。接下来，推进舱的制动发动机开始工作，产生和飞行方向相反的力，让飞船减速，脱离原来的飞行轨道，进入返回轨道，这就像是给飞船来了个 “刹车”，让它慢下来准备回家。之后，返回舱和推进舱组合体就开始自由下降啦。

当下降到距离地面 140 多公里的时候，推进舱和返回舱就要 “分手” ，推进舱会在大气摩擦产生的高温下被烧毁，返回舱则继续下降。这个时候返回舱就要找到进入大气层最正确的 “姿势” ，也就是建立正确的再入姿态角。这个角度可太重要啦，如果角度太小，返回舱就会从大气层边缘擦过，回不了家；要是角度太大，返回舱返回速度太快，就会像流星一样在大气层中被烧毁。所以返回舱的推进子系统得好好工作，才能确保飞船能安全准确地返回大气层。

返回舱进入大气层

穿越大气层的炽热考验

当返回舱距离地面大约 100 千米的时候，它就要开始再入大气层啦。这时候它的速度高达 7.9 千米 / 秒，这么快的速度和大气碰撞在一起就会产生剧烈的摩擦，摩擦带来的热能让返回舱瞬间变成一个闪闪发光的大火球。但不用担心，返回舱设计了多种热防护措施，完全可以解决高温问题。最让人担心的是，返回舱周围产生的一层等离子气体，这层气体会把电磁波都给挡住，这个时候返回舱就会与地面失去联系，出现 “黑障” 现象。这种情况会持续大约 240 秒，不过别担心，等到返回舱距离地球大概 40 千米的时候，这个 “黑障” 就会神奇地消失了，地面测控部门就又能重新找到返回舱的位置了。

降落伞平稳降落

保障安全的关键角色：降落伞

当返回舱降至离地面约 10 公里时，回收着陆系统就开始工作了。先是弹出伞舱盖，然后陆续弹出引导伞、减速伞和主伞。小小的引导伞先出来打个前哨，接着减速伞出来帮忙减速，最后主伞登场。它们的面积是不断增大的，能从几平方米到几十平方米再到 1000 多平方米。

为什么降落伞要分别打开呢，全部展开岂不是减速更快吗？原来，因为主伞足有1200平方米，要是一下子全部打开，空气会把伞崩破，所以设计师们设计了这样一套三级开伞程序，先部分打开后再完全展开，这样可以降低开伞时的过载，减少航天员的不适感。先是打开的引导伞，然后引导伞拉出减速伞，减速伞工作一段时间后和返回舱分离，同时拉出 1200 平方米的大主伞。从距离地面 8000 米左右到 6000 米的过程中，返回舱的速度就能从 90 米 / 秒降到 8 米 / 秒左右。此外，为了确保安全，返回舱还配备了备份伞，如果主伞系统出现故障，系统会自动判断并启动备份伞，保证航天员的安全。

在整个降落过程中，除了降落伞，返回舱还配备有反推发动机和座椅系统等着陆缓冲装置，这些装置在返回舱下降到接近地面时发挥作用，进一步降低着陆冲击载荷，为航天员提供额外的减震和缓冲保护。

航天员们的返回之旅真是一场惊心动魄的冒险，从太空到地球，返回舱返回的每一个环节都至关重要且紧密相连。一次成功的返航不仅是中国航天事业不断进步的有力见证，还激励着我们继续探索浩瀚宇宙的奥秘，为航天事业的发展续写新的辉煌篇章。

部分信息来源于人民网、央视网、上观新闻等

（科学性审核：刘勇，中科院国家空间科学中心研究员）

本文来自： 中国数字科技馆

责任编辑：王磊