揭秘神舟十三号快速返回:“速度”控制恰到好处

离开地球半年后，三名宇航员终于回家了。4月16日，神舟十三号飞行乘组安全返回地面，这是神舟载人飞船首次采用快速返回方案。

“与神舟十二号返回过程相比，神舟十三号采用了5圈快速返回方案，缩短了航天员在神舟飞船返回舱的等待时间，将航天员返回时间由之前的1天左右缩短至8小时左右。”中国航天科技集团五院载人飞船系统工程技术副经理邵利民说。

神舟十三号载人飞船是航天员实现天地往返的救生艇。由中国航天科技集团五院研制。这是中国空间站关键技术验证阶段发射的第二艘载人飞船，也是中国最长的神舟飞船。

“神舟十三号载人飞船返回地面可以说是一个复杂而惊险的过程。它要经历轨道分离、推回分离、再入返回、穿越黑障、开伞等关键飞行事件和环节。而且还要经过恶劣的太空环境和轨道条件。”邵利民说。

他告诉记者，在科技人员的精心设计下，神舟十三号载人飞船把握好了“三度”，即速度、温度和精度，确保了平稳着陆和安全“回家”。

一开始“速度”控制的刚刚好。

神舟飞船的轨道速度接近第一宇宙速度。在这么高的速度下，要保证航天员的安全，需要控制返回地面后的最终着陆速度。

邵利民说，为了实现这一目标，科技人员在飞船研制阶段进行了大量的实验和数据判读，确保飞船在着陆过程中逐渐降低速度。

具体来说，返回前，推进舱的轨道控制发动机进行制动，降低轨道能量和高度，保证飞船再入大气层；返回舱具有特定的气动外形，进入大气层后会靠气动力产生的阻力和升力减速；返回舱靠近地面移动时打开降落伞，进一步降低速度；着陆瞬间，开启返回舱底部的着陆推力发动机，最后将着陆速度降低到一定范围。

第二度是“温度”，控制适中的温度。

邵利民说，返回舱进入大气层后，会与空气发生剧烈摩擦，舱面局部温度可达上千摄氏度。为了保证舱内温度仍然舒适，航天器温度控制的主要手段是通过防热结构来保护舱内。

他告诉记者，科技人员在舱体表面设计了防热涂层，铺设了一层烧蚀材料。达到一定温度时，烧蚀材料升华脱落，带走大量热量。此外，返回前还会实施“热预冷”，提前一点点降低返回舱的温度，让飞船再入大气层前的舱温有一个更低的基准。

第三个角度是“精确”控制是稳操胜券的。

“神舟飞船的返回犹如千里十环，对着陆精度的要求极高。要使返回舱在指定区域着陆，必须控制飞船落点的精度。”邵利民说，科技人员给神舟十三号飞船配备了一套“着陆轻功”。

一是保持返回轨道，调整飞船轨道平面，使飞船子星点轨迹通过返回瞄准点；然后返回制动，通过制动的速度增量和发动机的启动时间来保证再入角度和返回范围，为精确着陆提供保障；最后是返回舱的升力控制。