飞船返回舱是如何返回地面的？

　　载人飞船完成预定任务后，载有航天员的返回舱要返回地球，整个返回过程需要经过制动离轨、自由下降、再入大气层和着陆4个阶段，图1为飞船飞行全程示意图。 <p>　　</p><p>　　</p><p style="text-align: center">　　 </p><p style="text-align: center">　　图1  飞船飞行全程示意图 </p><p>　　</p><p>　　</p><p>　　（1） 制动离轨段 </p><p>　　</p><p>　　飞船通过调姿、制动、减速，从原飞行轨道进入返回轨道的阶段称制动离轨段。 </p><p>　　</p><p>　　返回前，飞船首先要调整姿态，使飞船在水平方向逆时针转动90°，由轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的状态变为横向飞行状态，这是飞船的第一次调姿。紧接着，轨道舱与返回舱以每秒1～2米的相对速度分离，轨道舱留在太空轨道继续运行，这就是轨道舱分离。此时，飞船变成了推进舱和返回舱的组合体（图2）。 </p><p align="center">　　 </p><p>　　</p><p>　　图2  两舱构成的飞船 </p><p>　　</p><p>　　</p><p>　　两舱组合体继续逆时针转过90°，变成推进舱在前、返回舱在后的飞行状态，同时再调整俯仰角达到制动要求，这是飞船的第二次调姿。 </p><p>　　</p><p>　　飞船推进舱上的发动机点火工作，产生与飞船飞行方向相反的作用力，使飞船飞行速度降低，从而脱离原飞行轨道进入返回轨道，这个制动过程可比喻为“刹车”。 </p><p>　　</p><p>　　（2） 自由下降段 </p><p>　　</p><p>　　飞船从离开原运行轨道到进入大气层之前，空气阻力很小，主要是在地球引力的作用下呈自由飞行状态，因此，这个阶段称为自由下降段或过渡段。 </p><p>　　</p><p>　　在这个飞行阶段，飞船按照计划要完成推进舱分离、建立再入姿态等重要飞行事件。其中，推进舱在与返回舱分离后，会在进入大气层后烧毁。返回舱建立正确的再入姿态角（速度方向与当地水平面的夹角）是一项重要的工作，这个角度必须精确地控制在一定的范围内，如果角度太小，飞船将从大气层边缘擦过而不能返回；如果角度太大，飞船返回速度过快，将像流星一样在大气层中被烧毁。 </p><p>　　</p><p>　　（3） 再入段 </p><p>　　</p><p>　　从返回舱进入稠密大气层到其回收着陆系统开始工作的飞行阶段称为再入段。 </p><p>　　</p><p>　　飞船返回时从离轨时的真空环境再次进入大气层，这个阶段称为再入段。再入大气层的高度一般为80～100千米。 </p><p>　　</p><p>　　返回舱进入稠密大气层后，承受气动加热和再入过载，是返回过程中环境最为恶劣的阶段。随着高度的降低，空气密度越来越大，返回舱与空气剧烈摩擦，使其底部温度高达数千摄氏度，返回舱周围被火焰所包围，因此，对返回舱要采取特殊的防热措施。返回舱下降到一定高度时，接收不到地面发送的无线电信号，地面也接收不到返回舱发送的无线电信号，因此，这个区域被称为无线电“黑障区”。 </p><p>　　</p><p>　　当返回舱轴向过载达到规定指标时，返回舱实施升力控制，使返回舱过载不超出航天员所能承受的范围，并且用升力控制来控制返回舱落点位置，使返回舱返回预定着陆场。 </p><p>　　</p><p>　　（4） 着陆段 </p><p>　　</p><p>　　返回舱从打开降落伞到着陆这个过程称为着陆段。 </p><p>　　</p><p>　　随着高度的降低和速度的减小，返回舱所受到的气动阻力与地球引力渐趋平衡，返回舱以大约每秒200米的均速下降。但如果返回舱以这个速度冲向地面，后果将不堪设想，所以必须使返回舱进一步减速。在距地面10千米左右高度，返回舱的回收着陆系统开始工作，先后拉出引导伞、减速伞和主伞，使返回舱的速度缓缓下降，并抛掉防热大底，在距地面1米左右时，启动反推发动机，使返回舱实现软着陆。 </p><p>　　</p><p>　　为增加着陆的可靠性，返回舱上除装有主降落伞系统外，还装有面积稍小的备份降落伞系统。一旦主降落伞系统出现故障，可在规定高度应急启用，使返回舱安全着陆。 </p><p>　　</p><p>　　来源：《中国载人航天科普丛书·碧空天琏》</p><p>　　</p><p>　　</p><br />