最新消息，載人航天工程空間站工程階段飛行任務總指揮部決定，9月17日神舟十二號飛船返回地球。

　　太空出差3個月，三位航天員要回家了。離開中國空間站，踏上重返地球的路，航天員要闖過哪些關？首次選擇降落東風著陸場，原因是啥？科普中國《軍事科技前沿》專訪了國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航天科工集團二院研究員楊宇光。

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　　航天員重返地球風險高，首次在東風著陸場降落

　　問：神舟十二號的三名航天員從太空出發，重返地球家園，這個過程大致是怎樣的呢？

　　楊宇光：重返地球是一個高風險過程。航天器以7.8公里每秒的速度環繞地球運行，而空間軌道運動的特點是，如果航天器原來是在一個圓軌道上運行，只需把速度稍降一點點，就會進入一個橢圓軌道，這個橢圓軌道離地球最近的點是近地點。當速度降到一定程度后，這個近地點就能低到大氣層內了，隨后利用大氣阻力減速。

　　飛船和地心連線與地面的交點被稱為星下點，而飛船運行和地球自轉使得星下點在地球表面移動，形成星下點軌跡。當軌跡運行到非洲南端附近時，地面會向飛船下發制動指令，減速后進入近地點降低后的橢圓軌道運行。大約在經過巴基斯坦卡拉奇上空時，飛船接觸大氣層并開始氣動加熱，隨后經過我國新疆入境。在飛行高度達到10公里左右時，飛船打開降落傘，速度進一步降低，并拋掉它下面的防熱大底。大約離地面還有一米高時，飛船里的幾個小固體火箭發動機進一步反推減速，讓航天員以一個舒服的速度著陸。

　　返回過程復雜，任何環節都不能出錯。首先，飛船與大氣劇烈摩擦產生極大熱量，因此飛船具有氣動外形，下面有一個防熱大底，承受上千度的高溫，防止熱量傳到航天器內部，這是返回過程中影響飛船安全性的一個關鍵問題。第二，降落傘必須能夠正常工作，這也是神舟飛船設計了主、備兩套傘的原因。降落傘在人類航天歷史上出過問題，上世紀60年代，蘇聯“聯盟一號”就發生了降落傘纏繞問題，沒有打開，返回艙以極快的速度撞擊到地面后立刻上升，教訓慘痛。此外，還有座椅抬升緩沖、維持艙內氣壓等一系列操作，共同保證航天員安全著陸。

　　問：這次神舟十二號返回與之前的返回任務相比，有什么不一樣嗎？

　　楊宇光：我認為主要有兩點不同。第一，神舟十二號與空間站核心艙對接了三個月，過去神舟飛船沒有飛過這么長時間，這三個月里，空間輻射環境等都對飛船設備產生影響。飛船和核心艙分離前，我們會對這些設備進行充分檢測，確保沒問題再離開。

　　第二，這是神舟飛船首次在東風著陸場降落，而過去神舟飛船都是落在四子王旗著陸場。為什么這次換地方了呢？過去，神舟飛船是從一個固定的高度返回，而到了空間站階段，神舟飛船在軌時間變長，運行軌道受空間站軌道規劃影響，所以它的高度變化范圍較大，不見得是從一個固定高度返回。

　　高度變化，意味著飛船返回著陸點范圍可能會變化較大，主要體現在東西方向上。東風著陸場位于戈壁地區，它的整個東西方向的寬度更大，且大都屬于無人區或者說是一個相對安全的區域，降落更具可控性和便利性。

　　北斗導航終端精確定位飛船位置，測控站全程監視飛船飛行，光學設備和雷達跟蹤預報軌跡

　　問：如何確保飛船降落在可控區域內？我們可以準確判斷降落點嗎？

　　楊宇光：飛船采用半彈道式方式返回，整體受控，具有理論落點。但是，飛船再入大氣層的過程中受到各種擾動，大氣層密度、高空風場都會對飛船軌跡產生影響。當飛船降落傘打開后，風的影響還會更大。

　　但這不代表飛船著陸不可控。返回著陸是一個系統工程，需要多方面配合，地面的著陸場系統、測控系統都要進行很多工作，國內外的多個測控站全程監視飛船飛行，光學設備和雷達跟蹤預報軌跡。

　　問：神舟十二號上有沒有定位設備？我們是不是可以隨時得知飛船的“實時位置”？

　　楊宇光：飛船上有北斗的導航終端，在空間軌道運行時可以精確給出它的位置和速度。不過，在飛船再入大氣層過程中，有一段導航是不起作用的，我們稱之為“黑障區”。剛才提到過，再入過程摩擦劇烈產生高溫，高溫會使飛船表面的防熱材料燒蝕，形成帶電的等離子體鞘，它能屏蔽無線電波，地面與飛船之間的無線電通信便中斷了。不只是神舟飛船，任何航天器在返回地球時都會出現這種現象。隨著飛船速度降低，溫度降低，等離子體鞘解除，通信也就恢復了，地面可以實時得知飛船位置和速度。當然，即使在“黑障區”，我們也可以用雷達去密切監視飛船。

　　落地后，導航終端依然有效，搜救人員可以獲知飛船經緯度坐標。在精確預報的前提下，地面搜救團隊才能在飛船落地后快速到達落點。飛船上也有無線電信標以及閃光燈來輔助搜救人員找到飛船。

　　問：神舟十二號返回地球之后，接下來空間站還有哪些發射任務？

　　楊宇光：應當說今年和明年，我們的空間站的發射任務是非常非常繁重的。那么，其實在后面的發射任務之前有一項重要的操作，實際上神舟十二號飛船在返回之前就已經做了一個模擬從徑向對接口和空間站進行對接的這樣一個操作。

　　目前，我們的空間站有一個前向對接口，有一個后向對接口，還有一個從下方對上去的，一個徑向的對接口。那么，從前方和后方對接過去我們已經做了很多次了，非常成熟。但是，從下方這樣去對接，過去還沒有做過。所以我們在返回之前做了這樣一個動作。

　　那么，在神舟十二號撤離以后，我們的天舟貨運飛船做了一件事，我們的天舟二號原始是對接在這個空間站的后向對接口的，它要分離，然后通過繞飛繞到空間站的前向，然后和空間站的前向對接口進行對接。而且對接以后我要用機械臂輔助它，進行轉位的這樣一個實驗，就當它是我們的未來的實驗艙把它轉到側向的靠泊口，這是我們要進行的一項關鍵技術驗證的實驗。

　　所以之后，其實我們是要發射我們的天舟三號貨運飛船，我們的神舟十三號乘組，6個月的吃的喝的就全在里面了。就是說我們的天舟三號貨運飛船馬上就是要發射，去和我們的空間站進行對接。

　　在這之后，就是發射我們的神舟十三號飛船。神舟十三號飛船就要在軌待6個月的時間，就和我們未來正常的乘組輪換，每一波的乘組所待的時間一樣長了。也就是如果說神舟十三號任務能夠順利正常的實施的話，意味著我們就完全地掌握了航天員在軌長期駐留所需要的100%的關鍵技術。

　　所以，神舟十三號任務將是我們 在空間站的關鍵技術驗證階段的最后一次載人飛行任務，應當說是非常重要的。

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