离开地球半年，回地球要注意点儿啥？

本文来自微信公众号：品玩 （ID：pinwancool），作者：白宁，头图来自：视觉中国

“北京，我已安全着陆，返回舱顺利。”

北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱成功在东风着陆场预定区域着陆，着陆时呈罕见的直立状态——在专家看来，这是最理想的着陆状态，航天员受到的冲击最小。

想要返回舱以这样的落地姿态，取决于航天员是否在正确的时间点“砍”断降落伞的绳索，稍有偏差，返回舱就会倾斜，或者被降落伞拽倒。中国载人航天的13次飞天中，除了本次的神舟十三号，只有神舟六号实现了直立落地。

让返回舱直立落地，只是实现成功返航的诸多挑战中的一个。

一、返回地球比去太空更难

想要从太空成功返回地球，某种意义上可能比去往太空更难。

飞船在太空上沿着圆形的轨道周而复始环绕，神舟飞船返回时，脚下的地球就像自动滑艇一样持续转动，飞船需要在轨道上等待合适的时机，才能降低轨道往下跳。

返航前，航天员要换上出征时穿过的舱内压力服；返回舱进入大气层后，其底部温度将高达上千摄氏度，舱内出现震动噪声过载现象，还会经历4-6分钟“黑障区”，暂时与地面失去联系。

细分起来，神十三返回地球大致分5步：

①分离撤离：人上“神舟”飞船，与空间站组合体分离；

②制动离轨：飞船通过调姿、制动、减速，从原飞行轨道进入返回轨道；

③惯性滑行：等待再入时机，飞船推进舱和返回舱分离；

④再入大气层：返回舱穿越黑障、经历考验；

⑤着陆：开伞、反推、落地。

作为我国目前在轨驻留时间最长的载人飞船，神舟十三号的返回之路也占了一个“最”字——最快。2022年4月16日0时44分，神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离。分离前，航天员乘组在地面科技人员的配合下，完成了空间站组合体状态设置、实验数据整理下传、留轨物资清理转运等撤离前各项工作。9个多小时后，神舟十三号就已抵达着陆点。与以往飞船二十多个小时的返程相比，实在不止快了一点点。

这种快源于我国载人飞船首次采用的快速返回方案 。北京航天飞行控制中心载人飞船任务副指挥杨彦波表示，相对于空间站，飞船的空间较狭小，快速返回方案是为了减少航天员在飞船内的停留时间。

为了实现快速返回方案，他们设置了撤离和返回一体的设计程序，并充分考虑着陆场的气象条件，确保返回的顺利安全。为了确保安全，还调用了两颗中继卫星测控。于是，原本需要绕行地球十几圈才能确定的返回轨道，神舟十三号仅用了5圈，就完成了轨道精准预报与返程控制。

在此期间，北斗卫星导航系统起到了重要作用。飞船上的计算机根据北斗卫星导航系统提供的数据来制定最合适的加速和变轨方案，大大减轻了地面工作人员的工作负担，保障了整个返回过程的精确度。

二、重新适应地球

返回舱舱门打开后，医监医保人员确认翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员身体健康。不过这并不意味着，他们能够立刻融入到地球的正常生活之中。

离地近400公里的轨道上，中国空间站每90分钟便可绕地一周，为航天员们每天带来16次日升与日落。

神十三乘组就这样在外太空生活了183天，一方面刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录；另一方面，长时间驻守在强辐射、微重力的太空，也给他们的身体带去了一定的负担，其中就包括辐射引起的疾病、中枢神经系统变化等。

在他们之前，神十二乘组在太空“出差”了三个月，返回地球后，恢复了约半年时间才能投入到正常的工作生活中，对于刷新驻守太空时间纪录的神十三乘组，恢复期只会更长。

然而，人类的身体难以消受的太空，却为人类开展生命科学研究提供了便利条件。依托中国空间站和神舟十三号，我国首次建立了空间条件下细胞的长期培养体系和细胞模型。利用这样的体系和培养模型，科研工作者完成了几项国际领先的生命科学实验。

比如国际首例从人体尿液提取肾上皮细胞，并通过基因重编程形式转化为干细胞，再分化心肌细胞的实验。科学家们用基因编辑技术编辑了一个荧光蛋白，通过荧光蛋白的荧光，实现了人类历史上首次观测失重条件下的心肌细胞“钙信号闪烁”过程。

在此基础上，利用心肌细胞对重力敏感的特性，根据航天员在轨实验观测，比对心肌细胞在重力条件下和失重条件下的收缩过程以及收缩特点，更好地研究失重对人类的影响。这可以帮助人们了解失重条件下的心血管变化特征，为心脏病的发生乃至人体的再生与衰老提供了非常好的实验模型。

三、空间站关键技术验证阶段收官

神舟十三号载人飞船创造了我国载人航天史上多个首次，比如说首次驻留了六个月，首次具备了空天救援能力，首位进行出舱活动的中国女航天员王亚平……作为中国空间站第2次载人飞行任务，本次任务同时也是空间站关键技术验证阶段的收官阶段。

神舟十三号的成功返回标志着空间站在关键技术验证阶段画上圆满句号。

2021年4月29日，中国空间站任务首发飞行器——天和核心舱成功发射，踏上了探索宇宙的征程。天和核心舱，我国迄今为止研制的最大最复杂的航天器，不仅要搭载航天员长期驻留，还要在轨开展大量科学实验和技术验证，而这一切都需要充足的电力作为支撑。为此，科技人员为它量身定制了新的太空“翅膀”——柔性太阳电池阵。

相较于传统太阳电池阵，柔性太阳翼单板厚度不足1mm，单位面积重量仅为传统太阳电池阵的一半，不仅可以重复展收，发电能力也提升了1倍，并且大大延长了航天器的寿命。

除了充足的能源供应，在载人环境控制方面，核心舱配置了再生式生命保障系统，实现了舱内氧气再生、二氧化碳等人体代谢产物的处理和有害气体的去除，并实现水资源的循环利用，保障航天员在轨长期驻留，大量减少了氧气、水等消耗品的上行携带量。配置有主动温控流体回路，也就是空调系统，保证空气温度、湿度和仪器设备工作温度在适宜范围内，确保驻留的安全性和舒适性。

中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师柏林厚在接受采访时说：“我们采用再生生保技术，可以把舱里面收集到冷凝水或者是航天员的尿液循环利用，把它处理成饮用水。同时我们会把它电解成航天员能够使用的氧气。这也是我们首次使用。整个系统一直运行得非常好，神十二乘组3个月的驻留期间，以及神舟十三号乘组6个月的驻留期间，我们使用的都是再生的资源。”

神舟十三号任务期间，通过机械臂辅助舱段转位、手控遥操作等试验，检验了机械臂辅助舱段转位的可行性和有效性，验证了空间站舱段转位技术和机械臂大负载操控技术。

另外，中国的空间站常用的对接口有3个，由于之前空间站天和核心舱的前向端口已经被天舟二号货运飞船对接，后向端口上又连接着天舟三号，神舟十三号飞行任务只能从径向进行对接。轴向对接仅需要飞船跟空间站保持在一样的轨道高度上，神舟十三号采取的径向对接就要更复杂得多。对接成功之后， 神舟十三号的停靠飞行时间随之增加至6个月。

在轨一年间，载人航天工程共完成了5次发射任务，在轨验证了7大关键技术，包括：空间站推进剂补加、再生生保、柔性太阳电池翼和驱动机构、大型柔性组合体控制、组装建造、舱外操作、在轨维修。利用任务间隙，航天员还进行了2次“天宫课堂”太空授课，以及一系列别具特色的活动，比如在天宫开画展，在元宵节弹古筝。

四、中国空间站将进入建造阶段

图源：中国航空

随着神舟十三乘组的平安返回，中国空间站将迎来一次改头换面的大改造。

科研人员将对空间站关键技术验证情况进行全面评估，结果满足要求后，空间站转入建造阶段。这一阶段将依次发射天舟四号货运飞船、神舟14载人飞船、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ，以及天舟五号货运飞船和神舟15号载人飞船，共计六艘航天器，最终完成T字构型空间站组合体的建造，整个组装建造过程将历时约七个月。

中国空间站建造完成后，将持续开展航天员驻留以及多领域空间科学和技术实（试）验，舱内活动空间将超过110立方米，提供6个睡眠区和2个卫生区，可实现长期3人、短期6人驻留。

据了解，今年将发射2个空间站实验舱、2艘载人飞船、2艘货运飞船，并将6名航天员送入中国空间站。执行空间站建造阶段2次载人飞行任务的航天员乘组已经选定，目前已经开始任务训练。

参考资料：

科技日报、中国网、中国航天科技集团、我们的航天、央视新闻、中国科普博览等。

本文来自微信公众号：品玩 （ID：pinwancool），作者：白宁