文|科学虫洞
2021年10月16日，神舟13号腾飞升空，将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。一转眼，三位航天员已经在太空“出差”六个月，回家之旅也进入了倒计时。
今天我们就来聊聊航天员返航前要做的工作，以及返航后地面人员将如何搜救。
踏上归途前，航天员要做哪些准备？2022年3月27日，天舟2号货运飞船撤离空间站核心舱组合体；按计划，3名出差的航天员将在4月中旬返航。
在返航阶段，航天员会加强身体锻炼，强化身体素质，为适应着陆做准备。在即将返回地球家园前，他们也要做好一些准备工作，其中有几个关键词：检查，清理，打包。
如果将天宫空间站比作旅店，神舟13号的航天员不是它的第一批旅客，也不会是最后一批。为了方便后续上来工作的航天员，神十三航天员要做好收尾工作。
检查，就是对空间站内的物资、物品进行盘点和梳理，同时检查好相关设备的状态，包括返回时使用的防护装备。
清理，即是对空间站进行大扫除。在空间站生活半年，还会产生许多垃圾，这些垃圾的处理是很严格的。
将垃圾收集起来，分类装好之后放入轨道舱，飞船返航时，会让它们随着轨道舱坠入大气层销毁。
打包则是指对返回舱的行李，以及科学实验样品进行收纳和固定。返程是非常颠簸的，如果没有打包固定好，珍贵的资料就可能损毁，还会给返程带来麻烦。
准备工作完成后，航天员关闭舱门，撤离空间站，进驻返航飞船，然后穿上出征时穿的舱内压力服，迎接返程。
返程困难而危险，而且程序一旦启动，就没有“可逆余地”。从正式出发到着陆，飞船返回地球的过程可分为四步，分别是制动、滑行、再入、着陆。
·制动
飞船在轨道上以8km/s的第一宇宙速度飞行，想要脱离原来的飞行轨道返回地球，那么必须要制动减速。
神舟回家，首先要使飞船调整到返回姿态，让轨道舱和返回舱-推进舱组合体分离。
之后，开动推进舱的火箭发动机，产生制动，降低飞船速度，使其脱离原来的飞行轨道，进入下降飞行轨道。
·滑行
随后，返回舱-推进舱组合体进入自由下降阶段，距离地面140公里时，推进舱会进行分离并在大气层中烧毁。
距离地面大约100公里高度时，返回舱要切好正确的再入姿态角（飞船和当地水平方向的夹角），一般是1.5°~1.7°。
这个角度十分严格，如果过大，会导致返回舱再入大气层时速度太快，航天员会受不了，甚至整个返回舱都可能烧毁；
而如果再入姿态角过小，也会产生很大问题，返回舱直接从大气层边缘擦肩而过，无法回到地球。
·再入
第三个阶段是再入大气层阶段，距离地面大约100公里时再入大气层。这也是返程中环境最恶劣的一个阶段，过高的速度导致返回舱跟大气层剧烈摩擦，表面被烧得通红。
在距地面大约80公里开始，返回舱会出现失联的状况，跟地面中断通讯，这个区域被称为“黑障区”。等返回舱落到距地面大约40公里时，黑障消失，通信恢复。
·着陆
距离地面大约10公里时，返回舱的降落速度为200m/s，回收着陆系统开始工作。
返回舱的降落伞主要由引导伞、减速伞、主伞构成。距地面10公里时，飞船抛开降落伞盖，首先张开引导伞，之后拉开减速伞。
距离地面8公里时，减速伞被丢弃，同时主伞张开，继续降落；返回舱的下降速度逐渐由80m/s降到40m/s，然后再降到7~8m/s。
距离地面1米高时，最后一道减速工序开始，返回舱的着陆反推发动机点火启动，使得下降速度降到2m/s以内。
着陆前，航天员的座椅也会升高，缓解返回舱落地瞬间带来的震动感，平稳着陆。
神舟13号的着陆场是东风着陆场。东风着陆场位于巴丹吉林沙漠和戈壁带，地形开阔、人烟稀少。
曾经，东风着陆场是四子王旗着陆场的备用着陆场；如今神十三的返航，却是东风第二次迎接载人飞船回家了（第一次是神十二返航）。
神舟12号返回舱降落东风着陆场
据了解，东风着陆场东西平均长度120公里，南北长度约为190公里，面积大约有2万平方公里。这里如此广袤，搜救人员如何及时找到航天员呢？
首先，从再入大气层到距地面20公里高度，返回舱采用了升力控制方式，降低再入热流，让返航时的过载不超过4g，较为精准地返回着陆场。
其次，返回舱装载的标位系统能够发出信号，告诉地面人员“我在这里”，帮助他们锁定位置。
我国飞机和雷达会持续观测锁定返回舱的大概位置，根据数据给出搜寻范围，地面车队则搭载了北斗导航系统。
在通力合作下，搜救人员就能迅速锁定航天员的位置，展开高效搜救。
最后，搜救返回舱是对着陆场技术和管理的考验。虽然面积大，但地面人员会提前对每个地方进行勘察记录，熟悉环境和坐标参数。
东风着陆场的搜救人员，不仅多次深入周边展开摸排、踏查，还积极展开专业的搜救训练。
有了成功搜救神舟12号飞船的经验，再加上专业的勘察和训练，着陆场区的搜救队员已经准备就绪，神舟13号返回舱的搜救效率也有保障了。
最后，让我们欢迎3位出差的航天员平安归来，向辛苦的航天员们致以崇高的敬意！
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