神舟十八號載人飛船在11月4日凌晨1時24分成功降落于東風(fēng)著陸場，標(biāo)志著此次載人飛行任務(wù)取得了圓滿的成功。2024年對中國航天界而言意義非凡，因為它是神舟一號成功發(fā)射25周年的紀(jì)念之年。為深入了解航天器返回過程中的科學(xué)細(xì)節(jié)，我們采訪了多位航天領(lǐng)域的專家。

與以往多數(shù)選擇在白天返回的載人飛船不同，神舟十八號特意選在了月光黯淡的深夜著陸，這無疑給地面搜救工作帶來了更大的挑戰(zhàn)。據(jù)悉，東風(fēng)著陸場的工作人員為此進(jìn)行了周密的演練和充分準(zhǔn)備。

中國空間科學(xué)學(xué)會理事、北京紫微宇通科技公司董事長張曉敏解釋說，航天器的返回時間窗口是可以設(shè)計和選擇的，但受到航天員等待時間和任務(wù)周期等因素的影響，這個窗口有一定的范圍。航天器在返回前需要繞地球飛行，并不斷調(diào)整軌道和姿態(tài)以滿足返回要求。如果刻意選擇白天降落的窗口期，航天器可能需要額外繞行多圈。從技術(shù)層面來說，白天或夜晚返回沒有本質(zhì)差別，但夜晚返回確實增加了地面搜救的難度。然而，由于搜救技術(shù)和設(shè)備保障到位，加之著陸場工作人員的精心準(zhǔn)備和高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，深夜搜救工作并不構(gòu)成問題。

航天領(lǐng)域?qū)＜矣靡粋€生動的比喻解釋了為何航天器需要繞地球飛行多圈才能返回：就像人在湖邊環(huán)湖奔跑，想要跳到每隔一定時間經(jīng)過的快艇上，必須預(yù)先估計好跳的時機(jī)，可能需要環(huán)湖跑好幾圈才能找到最佳時機(jī)。航天器返回地球只有在特定時間窗口內(nèi)產(chǎn)生合適的運(yùn)行軌道才能降落，多次繞飛就是為了尋找這個合適的窗口，等待運(yùn)行軌跡與著陸場相遇的時機(jī)。

自神舟十三號以來，中國載人飛船返回艙一直采用快速返回方案，即飛船繞地球飛行5圈（7.5小時）后降落。張曉敏評價說，隨著我國北斗、天鏈衛(wèi)星等技術(shù)的發(fā)展，載人飛船返回所需時間越來越短，效率越來越高。繞地飛行時間縮短意味著航天員回家的速度越來越快，任務(wù)執(zhí)行也更加高效、靈活。

神舟十八號飛船的返回過程經(jīng)歷了制動離軌、自由滑行、再入大氣層和開傘著陸四個階段。制動離軌階段，航天器需要調(diào)整姿態(tài)，為返回做準(zhǔn)備；自由滑行階段，航天器在地球引力作用下滑行，并在返回大氣層前做最后調(diào)整；再入大氣層階段，由于空氣與航天器劇烈摩擦，航天器底部溫度高達(dá)上千攝氏度，但隔熱設(shè)置保證了內(nèi)部不受高溫影響；開傘著陸階段，當(dāng)航天器下降到距離地面約10公里高度時，降落傘依次打開，臨近落地時啟動反推系統(tǒng)，確保安全平穩(wěn)著陸。

在再入大氣層階段，航天器表面因高溫會形成等離子體，導(dǎo)致通信信號中斷，進(jìn)入“黑障”階段。這個階段雖然聽起來驚心動魄，但工程技術(shù)團(tuán)隊為每個返回階段都做了充分的應(yīng)急預(yù)案，中國航天技術(shù)成熟可靠，無需過分擔(dān)心。