神舟二十一号3圈快速返航：被烧得黑不溜秋，神二十二即将出征

神舟二十号航天员乘组的返航应该是今年大家最关注的一个事情了。虽然此前我国已经执行了近十次载人航天飞行任务，但是神舟二十号航天员乘组的情况确实是很特殊，也很例外，在我国还是属于首次。

按照最初的计划，神舟二十号航天员乘组计划在11月5日返回地球，在东风着陆场着陆的，但是飞船疑似遭到了空间微小颗粒的撞击，飞船返回舱舷窗的玻璃有细微的裂纹。最终这艘飞行任务返航时间推迟到11月14日进行，而且航天员没有乘坐神舟二十号飞船返航，而是改坐神舟二十一号飞船返航，从发射升空到返回地球，神舟二十号航天员乘组在轨驻留204 天，刷新了中国纪录。

如果是飞船的推进舱、轨道舱或者太阳翼遭到空间微小颗粒撞击的话，可能问题不是很大，飞船可能还能满足返航的要求，因为在重返地球的过程中，轨道舱、推进舱都会分离丢到大气中烧毁，不需要回到地面，但是疑似遭到撞击的位置就在飞船返回舱的舷窗那里，飞船返回舱需要安全返航，把航天员送回地面，所以飞船返回舱是不能有任何破损的情况的。

毕竟飞船从外太空飞行到返回地球的过程中，速度是极快的，超过7公里每秒，飞船返回舱以这么快的速度进入地球大气层，气动加热效应会非常强烈，导致外部温度飙升到1000多℃。在这么高温的灼烧下，飞船返回舱舷窗有裂纹的情况，那就会比较危险了。

所以出于安全的考虑，最终就安排神舟二十号航天员乘组换乘神舟二十一号飞船返航。事实上，这样的决定是非常正确的，也是非常必要的。我们看下神舟二十一号飞船返航时的画面就知道了。

飞船返航的过程

对神舟二十一号飞船了解的网友会觉得神舟二十一号飞船真的很强，比之前的那些神舟载人飞船都要强。为什么这么说？

之前的几艘神舟载人飞船从发射升空到和中国空间站完成交会对接，大约需要6.5小时，而神舟二十一号飞船只需要3个半小时，缩短了3个小时，相当于少飞行2圈。同样的，其他的飞船结束飞行任务返回地球都是采用5圈的快速返回方案，而神舟二十一号飞船返航采用了3圈的快速返航方案，返航时间比之前的那些飞船也缩短了3小时。这是我国神舟载人飞船第一次实施3圈自主快速返回，标志着我国载人飞船再入返回技术又取得了新的突破，系统可靠性达到新高度。

飞船返回地球的过程是极其复杂的，涉及到2个大的方面，一个就是离轨控制，也就是通过制动减速的方式降低飞船的速度，从而降低飞行高度，让飞船脱离地球轨道，启动返回程序；另一个就是再入段的控制，主要是飞船在进入大气层后的升力控制。

从神舟十二号飞船到神舟十九号飞船，这些飞船重返地球的时候都是采用5圈的快速返回地球的方案，神舟二十一号飞船在优化返回策略和措施的情况下，实现了3圈自主快速返回。

这艘飞船能够从5圈调整为3圈，最大的改变就是离轨控制制动参数由地面计算改为船上计算机自主更新计算，在自主计算的控制参数“驱动”下，飞船实现高精度返回地球，比之前的返航时间缩短了3个多小时。

在完成环绕地球飞行后，飞船就会进入返回程序了，也就是进入地球大气层。这个过程耗时比较短，大约是50分钟。飞船需要在短短的50分钟内，将接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒的飞行速度降低到安全的水平，那这个过程肯定就需要完成能量的转化。

在进入大气层后，气动加热效应会非常强烈，导致飞船外部温度飙升到1000多℃。在这么高温的灼烧下，飞船返回舱就像被熊熊大火包围着，外部也就被烧得黑不溜秋了。

穿过了高温灼烧的阶段后，飞船温度会恢复到正常水平，燃烧的现象就会消失。在距离地面大约还有10公里的时候，飞船返回舱还要开始进行伞降，不然的话飞船是没法安全着陆的。毕竟这时候飞船的下降速度还是相当快的，差不多达到200米每秒，单单依靠飞船的气动减速已经没法降低下降速度了，只能通过伞降或者反推发动机来完成最后的减速。

飞船返回舱空间不大，安装不了太大功率的发动机，也没多大的空间装载大量推进剂，所以在10公里到着陆的这个阶段通过发动机来完成最后的减速显然是不现实的。伞降就不一样了，巨大的降落伞收纳起来不会占用很大的空间，而且也不会很复杂，所以现在的载人飞船返回舱、探测器返回器都是使用伞降进行减速。神舟载人飞船的降落伞面积高达1200平方米，巨大的降落伞能让飞船下降速度降低到7米每秒左右。

打开降落伞后，飞船速度会越来越慢，距离地面也会越来越近，这时候飞船还会进行一系列的操作，其中一个就是抛掉飞船底部的防热大底，将底部的反推发动机裸露出来，另一个操作就是“冒烟”，也就是将飞船返回舱上多余的推进剂排掉。这就是为什么飞船在伞降的过程中突然冒烟的原因。

神舟二十二号即将发射

神舟二十一号飞船才发射升空大概半个月时间就返航了，而当前仍在中国空间站执行飞行任务的是神舟二十号飞船。接下来我国就要发射神舟二十二号飞船了，神舟二十二号飞行任务已经启动，择机发射升空，估计就是在等待飞船的发射时间窗口。

神舟二十一号飞船采用了更快的3.5小时快速交会对接的方案，估计神舟二十二号飞船也会采用这么快的方案，当然不排除可能会继续使用之前的6.5小时的快速交会对接的方案。对于神舟二十二号飞船来说，飞行慢一点其实问题不大，因为这一艘飞船不会搭乘航天员，而是充当“货运飞船”的作用，装满货物去中国空间站。

虽然神舟二十二号飞船没有搭乘航天员，看起来好像“浪费”一艘飞船，但实际上并没有什么大的损失。因为神舟二十二号飞船装满货物去中国空间站，那就意味着后续的天舟货运飞船的补给计划也会进行相应的调整，可以延期几个月发射。

虽然神舟二十一号飞船提前返航、神舟二十二号飞船要提前发射，但是对我们的载人航天事业不会有什么影响的，在明年我们还是会正常实施2次神舟载人飞船的发射任务，我们的空间站运行不会因为这一个小插曲而出现航天员空缺的情况。