【環球時報特約記者 張亦馳 羅山愛】中國神舟十號飛船返回艙26日上午安全降落在內蒙古大草原的主着陸區。中國神舟系列飛船的歷次返回都很順利，以至於讓外界感覺航天器返回地面實在是“沒難度”，但實際上，載人航天器返回是最危險的階段，已有22名外國航天員獻出了寶貴的生命，其中11人就是在返回着陸過程中犧牲的。載人航天器的安全返回要“過五關斬六將”，哪一個環節處理不好，都可能發生致命問題。正如一名中國航天專家所說，“返回階段沒有突出亮點正是最大的亮點，因為這說明中國的航天返回技術成熟了。”
軌道選擇很關鍵
載人航天器返回着陸方式主要分為三種：彈道式、彈道—升力式和水平着陸。飛船返回艙進入大氣層運動時只產生阻力不產生升力，或雖產生升力但對升力大小和方向不加控制，這稱為彈道式再入。俄羅斯早期的“東方”號、美國“水星”號飛船的返回艙都採用典型的彈道式再入。這種方式無法進行精確落點控制，落點偏差較大，並且過載比較大(可達8-9g，相當於承受8-9倍自身體重)，接近人體所能承受的極限。其最大制動過載只能靠改變再入角來加以控制，為使最大過載不超過人體所能耐受的限度(10g)，以第一宇宙速度再入的載人飛船，必須以小於3°的再入角進入大氣層。制動過程中，飛船船體的質心偏移和發動機後效均對飛船制動過程產生影響，從而影響飛船的落點。
彈道－升力式返回也被稱為半彈道式。採用這種返回方式的返回艙穿越大氣層時產生一定的升力，因而能夠對其飛行軌跡進行一定控制，落點準確度相對比較高，過載也較小，通常不大於4g。美國的“阿波羅”號系列飛船、“雙子星座”飛船、俄羅斯的“聯盟”號系列飛船和中國的神舟系列飛船採用的都是這種返回着陸方式。當然，彈道－升力式返回需要對飛船返回艙的控制達到很高精度。返回艙再入大氣層前，推進艙與返回艙的分離使返回艙獲得的分離速度也會造成返回艙落點的移動。前幾年，原本設計進行半彈道返回的俄羅斯“聯盟”飛船發生了多次“彈道式”降落，其中2003年5月4日發生的一次偏離着陸場400公里。
上述兩種返回方式，在進入大氣層內後，都通過巨大的降落傘進行減速。神十配備了四套傘，先是牽引傘，然後是減速傘，之後是牽頂傘，最後才是主傘打開。其中牽頂傘是從神八開始增加的，之前的返回艙都是三套傘，而牽頂傘的增加進一步提高了安全着陸的可靠性。小型助推火箭只是讓宇航員着陸感覺更好一些。神十返回艙在距離地面1米時反推火箭開始點火工作。
當然，最舒服的返回方式當屬航天飛機那種滑翔式水平返回着陸，美國最新發展的X-37B也是採取這種方式。這種着陸方式過載最小，和普通客機相差無幾。此外，航天飛機控制能力很強，落點精度很高，可以在指定的機場跑道上着陸。但是一旦航天飛機返回，因為處於無動力滑翔狀態，所以對操控、氣象條件要求很高。正因為如此，操縱航天飛機降落的宇航員必須是飛行員出身。
安全通過黑障區是大難題
目前的航天技術在再入階段躲不開黑障，這是由於再入大氣層時產生的高溫對通訊產生了屏蔽，這個過程一般是在距離地球80-40公里的階段，此時地面可以通過設備觀測到返回艙，但無法進行通訊。一旦在這一階段導航系統出現問題，不能沿着既定軌道下降，又無法與地面控制中心進行及時匯報，這是非常危險的。
另外，在黑障區階段，返回艙頭部溫度會達到1000-2000攝氏度，如果不採取有效的防熱降溫措施，返回艙即便不會被燒毀，航天員也難逃厄運。因此，如何降溫是最大的技術難點。通常而言，彈道式、半彈道式再入航天器採用以燒蝕防熱為主的防熱系統，而航天飛機採用以輻射防熱為主的防熱系統。飛船大多是使用一次就不再使用的，因此在飛船外使用一種瞬間耐高溫材料，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、帶走熱量，從而達到保存主要結構的目的。而可重複使用的航天飛機則採用隔熱瓦。另外返回艙的舷窗玻璃也必須經過抗高溫處理。楊利偉在回憶錄中曾寫道，返回時發現舷窗玻璃出現“裂紋”，而且“紋路就跟強化玻璃被打碎之後那種小碎塊一樣。”後來才搞清楚，實際上飛船的舷窗外做了一層防燒塗層，是這個塗層燒裂了，而不是玻璃窗本身。
保障細節不能忽視
飛船落地，並不意味着航天員就萬事大吉了。一支非常專業的搜救隊伍是必不可少的。他們必須快速找到返回艙，並在危險情況下營救航天員。神舟飛船的主着陸場通常有6架左右直升機，同時配備幾支隊伍負責醫療救助以及警衛和安保。此外還有一個地面搜救隊，配備多台功能車。今年3月，為保障搭載兩名俄羅斯宇航員和一名美國航天員的“聯盟TMA-06M”號載人飛船返回艙的安全着陸，俄羅斯派出3架飛機、14架米-8直升機和7架搜救機。
為了在返回艙着陸偏差過大或者降落到環境特別惡劣地區後，航天員能夠挨過搜救人員抵達前的時間。返回艙內必須具備一定的生命支持系統。據專家介紹，中國神舟飛船的航天員具備48個小時不出艙的生存能力。而美國的“水星”、“雙子星座”等飛船均是在海上降落，飛船返回艙設計有水上漂浮裝置。另外，如果在太空逗留時間過長，失重環境對航天員的心血管系統和肌肉、骨骼系統均會帶來不利的影響，會不同程度出現立位耐力下降的現象，需要一個重力再適應的過程，因此航天員返回出艙後，需要先坐下休息一會。
