神舟十三號(hào)，于2021年10月16日發(fā)射升空，3名航天員開(kāi)啟了為期6個(gè)月的空間站駐留任務(wù)。在此期間，先后開(kāi)展了兩次出艙“太空行走”活動(dòng)，兩次進(jìn)行天空授課，還開(kāi)展了機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位與手動(dòng)操作、一系列的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)等，這些任務(wù)的圓滿完成，為下一步全方位、開(kāi)足馬力完成天宮空間站建造，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

按照既定計(jì)劃，神舟十三號(hào)3名航天員即將于4月中旬離開(kāi)空間站。根據(jù)最新的消息顯示，4月16日將擇機(jī)實(shí)施載人飛船與天和核心艙分離，返回艙通過(guò)“再入大氣層”的方式返回地球，預(yù)計(jì)從飛船脫離空間站到抵達(dá)地面，前面用時(shí)僅僅7.5個(gè)小時(shí)，這個(gè)時(shí)間要比神舟十二號(hào)的28.5個(gè)小時(shí)，大幅壓縮了21個(gè)小時(shí)。這是怎么做到的呢？

要回答這個(gè)問(wèn)題，得首先看看神舟十三號(hào)載人飛船，返回地球所必須經(jīng)過(guò)的幾個(gè)關(guān)鍵步驟：

第一步是與空間站分離，隨后載人飛船點(diǎn)火，獲得返回時(shí)的動(dòng)力，為穿越大氣層做好準(zhǔn)備。

第二步是宇航飛船點(diǎn)火后，按照已經(jīng)設(shè)定好的參數(shù)，不斷調(diào)整飛行姿態(tài)，以獲得最佳的飛入大氣層的“再入姿態(tài)角”。

第三步是在合適的時(shí)機(jī)，推進(jìn)艙與返回艙脫離，載著航天員的返回艙準(zhǔn)備進(jìn)入大氣層。

第四步，也是返回艙返回時(shí)最關(guān)鍵的一步，那就是以“半彈道式”穿越大氣層，即返回艙經(jīng)歷進(jìn)入大氣層、跳離大氣層和再入大氣層的階段。在這個(gè)階段里，返回艙隨著高度的降低，運(yùn)行速度越來(lái)越快，而空氣密度隨之升高，兩者之間的摩擦也越來(lái)越劇烈。此時(shí)，返回艙的外部全部被濃密的等離子體包圍，從外部看，返回艙通體會(huì)變得“紅彤彤”。不過(guò)，在返回艙高效的隔溫、降溫層以及減震裝置的保護(hù)下，返回艙內(nèi)部的溫度被控制得很低，不會(huì)發(fā)生灼傷問(wèn)題，只不過(guò)航天員需要忍受5個(gè)G左右的重力加速度。

第五步，返回艙穿越信號(hào)無(wú)法傳輸?shù)摹昂谡蠀^(qū)”后，繼續(xù)高速墜落，當(dāng)軸向過(guò)載達(dá)到相應(yīng)數(shù)值時(shí)，便會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟反向升力裝置，從而減少一部分重力加速度，最大限度保障航天員身體健康和生命安全，與此同時(shí)，還能利用反向升力控制，在一定范圍內(nèi)進(jìn)一步調(diào)節(jié)返回艙的飛行軌跡，向著既定的降落地點(diǎn)飛行。

第六步，當(dāng)返回艙的下降速度達(dá)到200米每秒時(shí)，基本上返回艙受到的空氣摩擦阻力與重力會(huì)保持平衡，返回艙將以勻速姿態(tài)繼續(xù)下降。

第七步，當(dāng)返回艙距離地面10公里左右的時(shí)候，著陸系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)，隨后降落傘打開(kāi)，并拋去返回艙底部的隔熱層，返回艙下降速度明顯減小，緩緩向著地面靠近。

第八步，當(dāng)返回艙距離地面1米的時(shí)候，返回艙底部的反向推力發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，使返回艙下降速度瞬間減少到6米/秒左右，返回艙以這個(gè)速度與地面相撞，航天員平安回到地面。

上面就是航天員從天宮空間站返回時(shí)所經(jīng)歷的幾個(gè)關(guān)鍵階段，這種“半彈道式”穿越大氣層的方式，目前廣泛應(yīng)用于各類(lèi)載人航天返回艙的返回活動(dòng)，是最可靠、最安全的方式。

在航天員還沒(méi)有返回的前N多天，地面的工作人員便已做足了準(zhǔn)備，精確地確定了返回的時(shí)間、設(shè)計(jì)了精準(zhǔn)的返回艙返回參數(shù)。值得一提的是，地面搜救回收地面分隊(duì)早在6個(gè)月前，就已經(jīng)著手開(kāi)展回收任務(wù)的專(zhuān)項(xiàng)演練和訓(xùn)練，有力提升了在復(fù)雜的地形和環(huán)境條件下，快速定位返回艙、及時(shí)找到返回艙和妥善后續(xù)處置的能力。在返回艙返回地球的這幾個(gè)小時(shí)里，專(zhuān)業(yè)、地方和應(yīng)急搜救力量，都已經(jīng)嚴(yán)陣以待。

之所以神舟十三號(hào)返回艙比神舟十二號(hào)返回的時(shí)間短20個(gè)小時(shí)，“節(jié)省時(shí)間”最主要的環(huán)節(jié)有兩個(gè)。

第一個(gè)環(huán)節(jié)是不需要開(kāi)展與空間站的徑向?qū)釉囼?yàn)，神舟十二號(hào)載人飛船在與空間站分離后，并沒(méi)有第一時(shí)間返回地球，而是還進(jìn)行一項(xiàng)試驗(yàn)，即與核心艙的徑向交會(huì)，飛船需要在天和核心艙周?chē)_(kāi)展若干次繞飛，然后開(kāi)展徑向交會(huì)試驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程前后花費(fèi)了大約4.5個(gè)小時(shí)，這個(gè)試驗(yàn)為后續(xù)神舟十三號(hào)與空間站的順利對(duì)接，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而神舟十三號(hào)不需要開(kāi)展這項(xiàng)試驗(yàn)，這就節(jié)省了4.5個(gè)小時(shí)。

第二個(gè)環(huán)節(jié)是減少了圍繞地球飛行的圈數(shù)。剛才分析了返回艙返回地面之前的主要階段，其實(shí)在返回時(shí)，返回艙并不是直接下降的，而是在此之前需要圍繞地球做環(huán)繞飛行，以期獲得最佳的角度和時(shí)機(jī)，也就是前面提到的第二階段，這個(gè)階段是最耗費(fèi)時(shí)間的。每環(huán)繞地球飛行一圈，需要耗時(shí)1.5-1.6小時(shí)，而神舟十二號(hào)圍繞地球飛行了15圈左右，也就是說(shuō)在“等待”環(huán)節(jié)耗費(fèi)了24個(gè)小時(shí)。

而神舟十三號(hào)返回艙在返回時(shí)，地面控制中心已經(jīng)提前設(shè)定了返回程序，很多工序和程序都進(jìn)行了最大程度的優(yōu)化、銜接和壓縮，因此，神舟十三號(hào)返回艙繞飛地球的圈數(shù)大大減少，僅需要5圈左右即可鎖定最佳的著陸時(shí)機(jī)，所以，整體降落的時(shí)間將在7.5-8個(gè)小時(shí)之間。

神舟十三號(hào)3名航天員6個(gè)月的空間站駐守任務(wù)，即將圓滿完成，在此對(duì)他們的艱苦付出和卓越成績(jī)表示誠(chéng)摯的敬意！后續(xù)，今年我國(guó)還要馬不停蹄開(kāi)展神舟十四號(hào)、天舟五號(hào)、神舟十五號(hào)、問(wèn)天和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射，從而全面完成天宮空間站建造任務(wù)，年底前將正式開(kāi)啟空間站運(yùn)營(yíng)，在地球的軌道上，來(lái)自我國(guó)獨(dú)立自主建造和運(yùn)營(yíng)的大型空間站，必然再次成為全世界矚目和向往的焦點(diǎn)！