神舟十三号成功着陆，首次运用“快速返回技术”，有多厉害？

《军武次位面》作者：大伊万

4月16日上午10时，神舟十三号载人飞船乘组在圆满完成为期183天的空间站飞行任务后，在内蒙古四子王旗东风着陆场成功着陆，航天员翟志刚、叶光富、王亚平成功返回地面。

这是“神舟”系列飞船的第13次飞行，是中国实施的第8次载人航天飞行任务、第二次空间站飞行任务，创下了中国载人航天、空间站任务飞行时间最长、任务项目最多的纪录。

飞船返回技术的发展

此次神舟十三号返回，有一个名词一直在被提起：“快速返回技术”，所谓的“快速返回技术”，指的是神舟十三号飞船和空间站组合体分离后，将原本需要约20个小时才能完成的制动离轨段，缩减到短短4到5个小时完成，从而确保航天员能够快速返回地面。

看起来无非是“20个小时”到“5个小时”的差别，但事实上“快速返回技术”和“快速对接技术”一样，都属于返回/对接技术的“进阶”。那么，“快速返回技术”到底是怎样做到的、人类 历史 上的载人航天器，都是如何返回地面的呢？

在大伊万的印象里，人类载人航天史上，先后出现了三代返回技术，分别是第一代的“飞船再入、弹射座椅返回技术”，第二代的“飞船再入、降落伞减速返回技术”、第三代的“轨道器再入、直接降落在机场返回技术”。

先说第一代返回技术，此代返回技术以苏联“东方”系列载人飞船为典型代表，主要技术特征和技术步骤是：飞船输入导航参数，载人舱段和服务舱段分离，尔后建立再入姿态，进入高层大气，利用大气层实施气动减速，待到达低层大气后，航天员启动弹射座椅弹射出舱，用降落伞降落到地面，飞船不继续减速，而是撞地坠毁。

这种航天员返回技术相对简单，比较适合苏联第一代载人飞船体积狭小、难以安排布置大型减速主伞的客观情况，人类 历史 上第一名航天员尤里加加林，就是采用这样的方式返回地面的。但是，这种靠弹射座椅弹射、使用降落伞落地的方式，可靠性和安全性非常差，对飞行员的生理和心理都是相当大的挑战。因此，很快就被全面淘汰了，只在美国的第二代载人飞船“双子星”飞船上，作为备用的逃逸设备被保留了下来，但也从来没有真正运用过。

而第二代返回技术，也即“飞船再入，降落伞减速返回技术”，分别被美苏两国运用在了自己的“水星”系列载人飞船（1962年2月实施首次地球轨道飞行）、“上升”系列飞船（1964年10月实施首次三人航天器飞行）上。所谓的“降落伞减速返回”，顾名思义，飞船实施制动离轨、多次调姿、推进舱和返回舱分离、建立再入姿态、穿过高层大气，进入低层大气后，航天员和飞船不分离，飞船上安装大型减速伞，打开减速伞后，将飞船的下降速度降低到合适的区间，并完成着陆。

目前，中国的“神舟”系列飞船，俄罗斯的“联盟-TM”系列飞船，美国的“载人龙”和已经退役的“阿波罗”系列飞船，均采用了这一着陆方式。当然在具体的着陆参数设置和部分设计细节上，以上飞船还是有相当大的不同的：

以美国而言，NASA设计的载人飞船偏好海上溅落，海上溅落的优势是海水缓冲相对较好，可以相应提高飞船的再入速度，如载人登月飞船再入时，就必须选择在海上溅落；

同时，海上溅落对飞船返回参数的选择比较宽泛，可以选择相对较大的着陆区，甚至不用担心飞船落偏方向，在海上溅落时，飞船也不需要设计反推火箭等；

但是，海上溅落的劣势是飞船抗浪性较差、遭遇大风大浪容易发生沉没事故、给航天员生命安全造成威胁，如美国在“水星”计划中，就出现过飞船溅落时莫名其妙地弹开了舱门、沉入大海最终没有被打捞起来的问题，让航天员加斯格里森差点丢了小命。

而中、苏（俄）的载人飞船偏好陆地着陆，陆地着陆的优势是安全性相对较好，不用担心飞船进水沉没的问题，也不用担心海上搜救的问题。比较适合中、苏（俄）等国海军力量薄弱，对海域（对苏联来说是温暖水域）控制权不足，但陆地面积相对广大，部分地区地广人稀的现状。

当然，陆地返回对再入速度的要求比较高，这就要求飞船必须实施有效的制动减速，增设反推火箭，尽最大可能降低着陆速度等。总的来说，“陆地着陆”和“海上着陆”无太大的区别，也没有孰优孰劣之分，只能说中、苏（俄）、美三国都选择了适合自己的飞船回收方式。

“机场着陆”返回技术

尽管“飞船再入，降落伞减速返回”的技术，到“阿波罗”飞船和“联盟”系列飞船阶段已经完全成熟，但美苏两国在冷战的大背景下，依然没有放弃研发新一代载人航天器的着陆技术。这就是美国、苏联航天飞机轨道器采用的“机场着陆”返回技术：

以美国的航天飞机轨道器为例，在返回地面之前，经历建立再入姿态后，需要在自动驾驶设备的协助下，在高空实施一个巨大的S型转弯，这一S型转弯将帮助飞机完成减速，从24马赫降低到10马赫，再进一步降速到3.5马赫左右。

航天飞机再入过程的地面航迹示意图

此时航天飞机轨道器的飞行高度大约为30千米，并脱离黑障区域，建立和地面的通联，由正常的机场进近引导轨道器再实施一个S型转弯，完成转弯后，航天飞机轨道器将减速到亚音速，高度降低到2000米以下，最终使用正常的ILS着陆系统，在机场跑道上着陆。

降落在美国加利福尼亚爱德华空军基地的航迹示意图

但相比波音737系列客机约135节的着陆速度，航天飞机轨道器的着陆速度一般高达200节以上，对着陆系统和跑道的要求要远远高于普通的大型客机。

“暴风雪”号航天飞机

此外，值得一提的是，相比美国的航天飞机轨道器采用无动力滑翔着陆的方式，苏联的“暴风雪”航天飞机轨道器，特地安装了两部RD-33型发动机，可以让它在大气层中实施机动飞行，该型航天飞机轨道器也第一次初步具备了“空天飞机”的雏形。

但是，由于航天飞机系统的制造、使用、维护价格实在太高，高到远远超过了美苏两国的承受能力。同时，作为一个复杂系统，航天飞机的成熟度始终赶不上更加可靠的载人飞船，苏联解体后，“暴风雪”号航天飞机以极快的速度被丢进了垃圾场，而NASA在惨淡经营了许久后，也终于在连续坠毁两架的情况下，选择了放弃航天飞机轨道器，第三代载人航天返回技术变成了昙花一现。

“快速返回技术”

因此，目前最为先进的载人飞船返回技术，就是基于第二代“飞船再入、降落伞减速着陆”技术改进的“快速返回技术”。所谓的“快速返回技术”，主要“快速”在飞船的制动离轨阶段，原有的飞船制动离轨阶段，需要实施两到三次变轨调姿、一次变轨减速，才能进入惯性滑行段。

按原有的返回程序，三次变轨调姿、一次变轨减速需要约15圈飞行、20个小时才能完成，从空间站撤离、到返回地面，大约需要1天时间，在这期间，由于飞船已进入返回阶段，故而航天员必须被固定在座椅上，无法移动，甚至也难以进食，对航天员的生理有比较大的影响。

而在实施快速返回程序后，变轨调姿、变轨减速可以在4圈、6个小时左右就基本完成，从航天员撤离空间站，到返回地面，可以在不到10个小时内完成。比如此次神舟十三号飞行任务，凌晨0点44分飞船与空间站组合体分离，上午10时许飞船就已经着陆，前后花了9小时多一点的时间，这背后对飞船程控、地面遥测能力的提升，是显而易见的。

尽管咱们的神舟系列飞船，已经实现了空间站快速对接、飞船快速返回，可以说是做到了当前载人飞船返回的最高水准。但是，未来如果我们要遂行载人登月任务，新的921载人飞船大概率要使用新的海上着陆技术，这对我们的载人航天返回技术提出了更高的挑战。

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神舟十三号顺利着陆,航天员安全返回地球
答：今天（16日）凌晨，神舟十三号载人飞船于0点44分与空间站天和核心舱成功分离。9时许，飞船返回制动前第一次调姿，随后轨道舱与返回舱成功分离，飞船返回制动发动机点火，返回舱与推进舱分离，飞船再入大气层，在距地面约10千米的高空开伞，最终成功着陆。与神舟十二号载人飞船相比，神舟十三号载人飞船使...

王亚平他们什么时候返回地球
答：首次快速返回全程仅9个多小时 4月16日9时56分，神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。从与空间站天和核心舱分离到返回地面，全程仅用9个多小时，中国载人飞船首次采用快速返回模式“回家”。快速返回模式，主要依靠减少飞船在轨绕地飞行圈数来实现。载人飞船撤离空间站后，需绕地飞行数圈后，择...

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神舟十三号是干嘛的
答：北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。中国航天，又站在了一个新的起点。主要任务：一是载人飞船将采用自主快速交会对接的方式，首次径向停靠空间站。二是届时中国空间站将实现核心舱、2艘货运飞船、1艘载人飞船共4个飞行...

神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,航天员着陆时的场景是怎样的?_百 ...
答：神州十三号载着我国三名宇航员成功着陆在东风着陆场，这件事情举世关注。央视进行现场直播，很多国人都能第一时间看到这场震撼情景。那么，宇航员着陆时的场景是怎么样的呢？根据视频，我觉得着陆时的场景非常震撼，现场尘土飞扬，激起几米高的灰尘，感觉整个地面都震动了。事情的具体情况跟着我一起来看看吧...

神舟十三号着陆地点
答：神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆后，航天员翟志刚、王亚平、叶光富安全顺利出舱，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。这是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。这次任务的成功标志着我国在载人航天领域的技术和能力又取得了重要突破，进一步增强了国家的综合国力和科技实力。总的来说，神舟...

神舟十三号将快速返回:从1天缩短到几个小时,是如何做到的?
答：根据中国载人航天办公室的消息,此次神舟十三号返回地面将会采用快速返回技术,从而大幅缩短载人飞船返回地面的时间。 相关资料显示,神舟十二号载人飞船返回用时约28.5小时,而神舟十三号载人飞船快速返回技术的应用,将会在神舟十二号的基础上缩短近20个小时,也就是说神舟十三号飞行乘组回家的速度“更快”一些,这就相当于...

神舟十三号返回舱成功着陆,3名航天员的状态怎么样?
答：运用任务空隙，航天员还开展了2次“天宫课堂”太空授课，及其一系列风格迥异的科普宣传和文化传媒主题活动。中国空间站基本建设正按照计划稳步推进，神舟十三号载客飞行任务处在承前启后的关键节点。此次工作的取得成功，意味着空间站核心技术检验环节任务顺利完成，接棒稳稳地递向空间站在轨拼装与修建环节，...

神舟十三号着陆地点
答：2022年4月16日上午9点56分，神舟十三号载人飞船返回舱在内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内的东风着陆场成功着陆。现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。东风着陆场的特点 东风着陆场位于内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内，东南部紧邻巴丹吉林沙漠，分为东、西...

神舟十三号着陆地点在哪?
答：2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。东风着陆场位于内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内，东南部紧邻巴丹吉林沙漠，分为东、西两个区域。西区主要以戈壁地形为主，有利于搜救车辆通行；东区地形较为复杂，主要地形特征有软戈壁、梭梭林、盐碱地、草湖等。东风着陆场具有地域辽阔、...