北京時間2024年11月4日1時24分，神舟十八號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。此次神舟十八號飛船返回地球依舊采用快速返回的技術(shù)，即環(huán)繞地球5圈（大約7.5小時）后，經(jīng)過四個階段，大約歷時50分鐘著陸地面。

從神舟十三號起，神舟載人飛船一直采用這種返回方案。載人飛船返回由載人飛船系統(tǒng)、航天員系統(tǒng)、測控通信系統(tǒng)和著陸場系統(tǒng)等多個系統(tǒng)共同完成，技術(shù)較為復(fù)雜。神舟載人飛船在返回過程需要經(jīng)歷哪些考驗(yàn)？飛船在夜間返回搜索救援要采取什么措施？航天員著陸出艙前后要經(jīng)過哪些處置過程？下面將詳細(xì)解答。

制動減速階段

第一階段是制動減速階段。要使飛船返回地面，必須降低飛船的飛行速度，改變飛行方向，使其脫離原來的飛行軌道，進(jìn)入下降飛行的軌道。

具體過程是，神舟飛船在太空中運(yùn)行最后一圈時，地面向飛船發(fā)出指令，使飛船調(diào)整姿態(tài)，相對前進(jìn)方向向左偏航（逆時針轉(zhuǎn)）90度，變成橫向飛行狀態(tài)，這是第一次調(diào)整姿態(tài)。緊接著，飛船的軌道艙與返回艙以1～2米/秒的相對速度成功分離。

2024年11月3日16時12分，神舟十八號載人飛船與空間站組合體成功分離。11月4日0時34分，北京航天飛行控制中心通過地面測控站發(fā)出返回指令，神舟十八號載人飛船軌道艙與返回艙成功分離。

軌道艙與返回艙分離后，返回艙與推進(jìn)艙組合體再向逆時針方向轉(zhuǎn)90度，使推進(jìn)艙朝前，這是第二次調(diào)整姿態(tài)。此時飛船推進(jìn)艙上的發(fā)動機(jī)點(diǎn)火工作，使組合體降低速度。在完成持續(xù)約180秒的制動后，組合體順利進(jìn)入返回軌道。

自由滑行階段

第二階段是自由滑行階段。進(jìn)入返回軌道后，返回艙與推進(jìn)艙組合體以無動力飛行狀態(tài)自由下降。當(dāng)返回艙與推進(jìn)艙組合體高度降至距離地面145千米時，推進(jìn)艙和返回艙分離，推進(jìn)艙在大氣層中燒毀，返回艙繼續(xù)下降，并消除由于兩艙分離時產(chǎn)生的返回艙姿態(tài)分離干擾，建立正確的再入姿態(tài)角（速度方向與當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角），準(zhǔn)備再入大氣層。

這個角度必須精確地控制在一定的范圍內(nèi)，一般為1.5～1.7度，如果返回艙再入姿態(tài)角太大，再入大氣層時會因速度太快，而使最大過載超標(biāo)，航天員身體承受不了，返回艙甚至?xí)窳餍且粯釉诖髿鈱又袩龤?；如果再入姿態(tài)角太小，返回艙會從大氣層邊緣擦過，無法返回。

推進(jìn)艙和返回艙分離以后，返回艙會利用自身裝配的發(fā)動機(jī)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，變成大底朝前的飛行狀態(tài)。這樣一來，返回艙在穿越大氣層時產(chǎn)生一定的升力，對飛行軌跡進(jìn)行一定控制，從而保證落點(diǎn)準(zhǔn)確度較高，對航天員的過載沖擊也比較小。

再入大氣層階段

第三階段是再入大氣層階段。神舟飛船的返回艙在距離地面100千米時開始再入大氣層。在距離地面80千米時，返回艙進(jìn)入黑障區(qū)，暫時與地面失去聯(lián)系，直到在距離地球約40千米處時出黑障區(qū)，返回艙與地面的聯(lián)系又恢復(fù)了。

進(jìn)入黑障區(qū)時，返回艙隔熱大底外表面與大氣層會發(fā)生劇烈的摩擦，溫度可達(dá)上千度。對于黑障區(qū)的經(jīng)歷，神舟十六號任務(wù)航天員朱楊柱在央視的直播節(jié)目中幽默地形容“一路火花帶閃電，仿佛坐在太上老君的煉丹爐里”，但返回艙內(nèi)溫度變化并不大。

在再入大氣層的過程中，從再入大氣層到距離地球20千米高度期間，返回艙通過對其側(cè)傾角的調(diào)整變化（配平迎角約為20度）來實(shí)現(xiàn)返回升力控制，使返回艙的過載不大于4 g（重力加速度），而且可以比較精確地返回到著陸場。飛行高度約為20千米時，返回艙升力控制結(jié)束。

基于動態(tài)適應(yīng)和天基測控，目前我國返回艙在返回過程中以升力式作為返回手段，以預(yù)測制導(dǎo)作為控制方案，這樣可以對運(yùn)動姿態(tài)進(jìn)行自主調(diào)整，特別是在以往返回任務(wù)中最驚心動魄的穿越大氣層“黑障”階段，返回艙的安全性和可控性能得到大幅提升。采用預(yù)測制導(dǎo)的自適應(yīng)控制方案，可使返回艙在“黑障”過程中辨識空間環(huán)境對它的影響，實(shí)時制定出新的升力控制的策略。通過預(yù)測制導(dǎo)的方案，一是可以保證人員著陸的精度，二是能保證整個過程的安全性。

回收著陸階段

第四階段是回收著陸階段。在返回艙距地面10千米左右時，返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓力自動判定所處高度，啟動回收著陸系統(tǒng)開始工作。返回艙先打開傘艙蓋，然后依次拉開引導(dǎo)傘、減速傘和主降落傘。其中減速傘把返回艙的速度從200米/秒減至60～70米/秒；在返回艙距離地球約8千米時，打開主降落傘，把返回艙的速度由60～70米/秒減至5～6米/秒。

另外，返回艙降到距地面約6千米時，主降落傘與返回艙的連接由單點(diǎn)傾斜吊掛轉(zhuǎn)換成兩點(diǎn)垂直吊掛，以便返回艙著陸時緩沖裝置能夠更好地發(fā)揮緩沖作用；返回艙降到距地面約6千米時拋掉了防熱大底，以便露出返回艙底部的反推發(fā)動機(jī)。

在距地面1米左右時，返回艙底部的4臺反推發(fā)動機(jī)點(diǎn)火，使返回艙以大約3米/秒的速度軟著陸，同時通過返回艙底部吸能外殼、減振材料和座椅緩沖機(jī)構(gòu)組成的減振系統(tǒng)來吸收能量，從而保證航天員安全落地。

由于飛船返回艙在返回過程中處于高速運(yùn)動的狀態(tài)，一旦中途出現(xiàn)故障，外界無法采取營救措施，也不可能將程序暫停或恢復(fù)到原位重新開始。因此，回收著陸系統(tǒng)的工作過程只能是由一系列不可逆按時序執(zhí)行的動作組成。

為保證航天員的生命安全，提高回收著陸系統(tǒng)工作的可靠性和安全性，設(shè)計師們想到了一切可能發(fā)生的緊急情況，為回收著陸系統(tǒng)設(shè)置了9種故障模式，涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序，采取了備份降落傘裝置、時間控制器、三組高度開關(guān)等多種備份措施，以全面保證返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應(yīng)急返回段的安全返回與著陸。

搜尋手段多樣

在返回艙著陸過程之中和著陸之后，地面搜救工作舉足輕重。目前，我國一般采用“空中搜救航天員，地面處置返回艙”的模式，這樣可以實(shí)現(xiàn)“快速定位、快速到達(dá)、安全出艙”。因此，著陸場搜救通常包括空中搜索和地面搜索救援回收兩個部分。

參加任務(wù)的有5架直升機(jī)：1架指揮機(jī)、1架通信機(jī)、1架醫(yī)監(jiān)醫(yī)救機(jī)，還有2架醫(yī)療救護(hù)機(jī)。針對這次夜間返回的重難點(diǎn)，各個方面都進(jìn)行了高配置。在設(shè)備上，加裝了大功率的搜索探照大燈、紅外光學(xué)吊艙，還配備了雙目夜視儀和四目夜視儀。在人員上，任務(wù)機(jī)組配備了雙機(jī)長、雙機(jī)械師，每一架直升機(jī)都增設(shè)了一名領(lǐng)航員。飛行員的人均飛行小時都在3 100小時以上，有著非常豐富的飛行經(jīng)驗(yàn)和任務(wù)經(jīng)歷。

為保證地面搜救系統(tǒng)及時、準(zhǔn)確搜索到返回地面的返回艙，保證整個任務(wù)的順利完成和航天員的生命安全，除布設(shè)一定數(shù)量的雷達(dá)，跟蹤測量返回艙軌道并預(yù)報落點(diǎn)位置外，在返回艙著陸后，其上的國際救援示自主標(biāo)位系統(tǒng)立刻開始工作，指示自己所在位置，以使搜索救援系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。標(biāo)位裝置包括無線電信標(biāo)機(jī)、閃光標(biāo)位器等，用于返回艙著陸后發(fā)出位置信息，標(biāo)明返回艙著陸點(diǎn)所處方位。

另外，在返回艙著陸后，航天員可用多種手段迅速獲取其位置信息，例如，用搜救衛(wèi)星系統(tǒng)接收返回艙信標(biāo)發(fā)出的信號；航天員讀取儀表板上的位置數(shù)據(jù)，通過衛(wèi)星電話告知北京航天飛行控制中心；北京航天飛行控制中心通過測控網(wǎng)信息給出的返回艙落點(diǎn)，預(yù)報主著陸場直升機(jī)和固定翼飛機(jī)上的定向儀接收到的返回艙信標(biāo)信號。

為方便夜間尋找返回艙，返回艙的“肩部”位置還裝有閃光燈，直升機(jī)據(jù)此能在夜間發(fā)現(xiàn)返回艙。如果發(fā)生意外，返回艙落在茫茫大海里，返回艙底部裝的海水染色劑會緩慢釋放，將附近水面染成亮綠色，持續(xù)時間可達(dá)4小時，為飛機(jī)和救撈船提供引導(dǎo)。

安排醫(yī)監(jiān)醫(yī)保

當(dāng)搜救隊(duì)來到返回艙邊后，就可以開展相關(guān)處置工作。一般先由返回艙處置工程師檢查返回艙，包括反推發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑是否有殘留，用特制的γ射線源防護(hù)蓋屏蔽返回艙底部γ高度計的γ源，防止輻射對救援人員帶來危害。

接著，打開返回艙艙門，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員進(jìn)入返回艙，對航天員健康狀況進(jìn)行初步的醫(yī)學(xué)檢查和確認(rèn)，在返回艙內(nèi)協(xié)助航天員初步對地面重力進(jìn)行再適應(yīng)，包括肢體運(yùn)動、逐步站立適應(yīng)、補(bǔ)充飲用水和營養(yǎng)液。由于航天員在軌飛行了6個月，工作量大，比較疲勞，立位耐力下降較多，所以航天員著陸后需在艙內(nèi)用較長時間來適應(yīng)地面重力環(huán)境。

適應(yīng)之后，航天員在工作人員協(xié)助下出艙，并且出艙后所有活動全部采取坐位，以確保航天員安全。這是因?yàn)楹教靻T長期在失重環(huán)境中生活和工作后，會出現(xiàn)骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮和立位耐力差等問題，如果自己站立行走容易摔倒甚至骨折。返回地面初期，現(xiàn)場人員應(yīng)避免與航天員用力擁抱。

2024年11月4日2時15分，神舟十八號航天員葉光富、李聰、李廣蘇全部順利出艙。航天員出艙后，返回艙處置人員還需要對返回艙再次進(jìn)行安全處理，首先要關(guān)閉返回艙電源，取出火工品備用單元，然后卸下高度計的γ源后存儲于專用保護(hù)容器內(nèi)等。

此后，在醫(yī)監(jiān)醫(yī)保直升機(jī)或醫(yī)監(jiān)醫(yī)保車內(nèi)，醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員協(xié)助航天員脫下航天服，進(jìn)行衛(wèi)生清潔，更換內(nèi)衣；對航天員進(jìn)行體檢，采集樣本，收集生理數(shù)據(jù)；評估航天員的健康狀況，給予必要的醫(yī)監(jiān)醫(yī)保處置；送航天員登機(jī)并全程陪護(hù)。

逐漸恢復(fù)身體

2024年11月4日，神舟十八號航天員乘組平安抵京?；氐奖本┖螅教靻T要進(jìn)行身體恢復(fù)，一般分為醫(yī)學(xué)隔離期、醫(yī)學(xué)療養(yǎng)期和恢復(fù)療養(yǎng)期三個階段。

醫(yī)學(xué)隔離期為3～4個星期，主要為消除飛行中對身體功能產(chǎn)生的不利影響，促進(jìn)基本功能恢復(fù)。航天員在航天員公寓內(nèi)適應(yīng)地球重力環(huán)境，提高心血管系統(tǒng)和支持運(yùn)動器官功能，提高立位耐力，消除飛行后疲勞。

在隔離期內(nèi)，航天員醫(yī)生要對航天員實(shí)施醫(yī)學(xué)檢查，包括臨床各科常規(guī)檢查、立位耐力檢查、平衡功能檢查、人體成分分析、心血管調(diào)節(jié)與控制功能、人體功能狀態(tài)檢測等。重要檢查項(xiàng)目要進(jìn)行動態(tài)跟蹤，實(shí)行檢查與體質(zhì)訓(xùn)練、恢復(fù)相結(jié)合，按照循序漸進(jìn)的原則逐漸增大負(fù)荷?？梢赃m當(dāng)為航天員安排一些平衡訓(xùn)練、步行訓(xùn)練、醫(yī)療體操游泳和手法放松等。

根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)檢查、生理功能檢查結(jié)果，航天員醫(yī)生要對航天員健康狀況進(jìn)行綜合分析和評估，以指導(dǎo)后續(xù)的恢復(fù)措施。在這期間，航天員與外界基本隔絕。

醫(yī)學(xué)療養(yǎng)期為4～5個星期，以確保身心全面恢復(fù)。航天員將入住天氣好、空氣好的療養(yǎng)院，在繼續(xù)恢復(fù)健康的同時逐漸增加活動量?？砂才藕教靻T康復(fù)療養(yǎng)，以進(jìn)一步增強(qiáng)航天員體質(zhì)，加強(qiáng)生理機(jī)能儲備，提高防病抗病的能力。在療養(yǎng)院可安排景觀治療、體能鍛煉等恢復(fù)措施。

恢復(fù)療養(yǎng)期約為4個月，主要為恢復(fù)觀察階段。在這期間，要將航天員各項(xiàng)生理參數(shù)恢復(fù)到飛行前的狀態(tài)。4個月后如果航天員身體情況良好，就可參加正常的航天員訓(xùn)練了。

展望未來，隨著技術(shù)的不斷革新與完善，我國載人航天事業(yè)必將迎來更加輝煌的成就，為人類探索宇宙的奧秘貢獻(xiàn)更多中國力量。