中國網：2022年4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，飛行任務圓滿成功，標誌著中國空間站關鍵技術驗證階段完美收官。6個月的太空飛行中，航太員翟志剛、王亞平、葉光富圓滿完成了2次出艙活動、2次“天宮課堂”太空授課活動，開展了多項科學技術試驗與應用項目，飛行乘組首次成功採用快速返回方案，為後續建造空間站奠定了堅實基礎。快速返回方案有哪些亮點和難點？未來是否會普遍適用？為何又著陸在東風著陸場？本期節目，特別邀請國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光為您解讀。

國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光解讀神舟十三號載人飛船返回技術亮點。  中國網 楊佳 攝影

中國網：楊老師，您好！歡迎您作客中國網《中國訪談》節目。

此次神舟十三號載人飛船圓滿地完成了任務，並順利地著陸了。值得關注的是，此次神舟十三號載人飛船是首次採用了一種快速返回的方案。那麼我們想請您介紹一下，什麼是快速返回？快速返回的技術的亮點和難點是什麼？

楊宇光：神舟飛船它的內部空間是非常狹小的，有兩個艙可居住的，一個返回艙，一個軌道艙，這兩個艙加起來也只有7立方米左右的空間，所以説內部空間非常狹小，在裏面長期待著肯定不是很舒適的。

這個其實和大家平時上下班一樣，如果説你在你的汽車裏面待的時間很長，汽車的空間是非常狹小的，比如小轎車要是裏面再坐四個人更難受了，所以儘快地讓航太員到達一個比較舒適的環境，那麼這個也是一個以人為本的考慮。而且從上行的時候（考慮），因為有空間運動病的因素，空間運動病發生於入軌6個小時以後，然後減緩于兩天之前，也就是從入軌六個小時到兩天這個時間是最難受的，剛好我們的關鍵的階段要避開中間這段比較難受的時候。因為對接的過程，它也是風險比較大的過程，如果這個過程我們的自動對接系統出現問題的話，那我們就要切到航太員手動的對接的模式下，如果説航太員這個時候處在不太舒服的狀態，對於我們任務的成功率是不太好的。

那麼返回過程其實道理也是一樣的，我們離開了空間站，我們要返回地球，那麼就不得不乘坐我們的“巡回巴士”——我們的神舟飛船來下行。但是畢竟是空間比較小的，你在那裏面長期待著，確實不是非常舒適。從這個角度也是希望能夠快點（返回）。

還有一個很重要的需求，它做了很多空間的實驗，有些樣本，比如説採的血樣等等，它是有可能需要冷藏的，那麼如果説沒有這樣的條件的話，希望他們能夠儘快地返回地球，所以從一些生物的醫學樣本的角度來説，它也有這個需求，希望能夠快速地返回地面。

但是其實不是一天兩天的時間，而是幾個小時返回，那確實是需要很嚴格的條件，那麼也需要很多的保障，確實不是一件容易的事兒。我們知道我們的神舟飛船和我們空間站在繞地球飛行，初始在是距離地球400公里高的軌道上繞地球飛行，其實我們的軌道面就是在空間中它是不動的，而地球自轉一週，所以只能等什麼時候呢？也就是我的地球自轉到我的著陸場要經過我的飛船和空間站所處的軌道面的時候，我才有返回的機會。

我們的神舟飛船它採用的是我們在專業上稱之為半彈道式或者是半升力返回的方式，也就是它在返回的過程中，它的這個艙體本來是一個對稱的像一個鐘的形狀，但是它會傾斜，它的質心就偏離它的軸線，傾斜的話，它會産生一定的升力。産生一定升力以後，就可以加長它的返回的過程，這樣的話航太員在飛船的返回艙裏面所受到的（力）我們專業上稱之為叫過載，就相當於身體幾倍的重量就會少很多。

那麼我們的神舟飛船因為採用半彈道的方式，可以延長它的飛行時間，這樣的話，它整個在返回過程中，航太員只需要受到3到4個G的過載，那就是比較容易承受了。但是這樣帶來另外一個問題，因為你的返回路徑比較長，所以説你的離軌，原來從初始軌道離開的這個點是非常有講究的。過去我們的主著陸場是在四子王旗，我們都要飛到南非附近的印度洋的海域，這個時候飛船做制動，然後從這個位置開始就等於是高度不斷下降，經過我們印度洋的西海岸，最後從巴基斯坦入境，最後落在我們四子王旗。那麼現在我們改到了東風主著陸場，整個位置向西偏移了大概是一兩千公里。這樣的話，也是在南非的附近，可是更靠西一點，從這個位置我制動以後，它降低高度，最後進入大氣層，然後返回地球。

所以説我們可以看到，那麼就是説，不但落地的時間是相對來説比較固定的——要落在你的主著陸場。那麼就是説，進行離軌的時間，也就是從它初始圍繞地球運動軌道，進入這樣一個返回著陸場的這個彈道或者説稱為返回的軌道，那麼這個時間和地點也是非常固定的，必須在這個地方做這件事。

而剛才已經提到了，過去我可以比如説早一點離開我的空間站，或者我們天宮實驗室，然後就等於是我這時候做準備，然後就等到了這個時間點，我再做離軌反推的制動，最後返回過程。那麼就是説現在就等於是實際上這幾個小時的快速返回中，我是把前一段時間壓縮了，也就是我等到我的整個空間站和飛船的組合體快要接近到返回制動這個點的時候，我才讓它和飛船和空間站分離。然後這個時候，我們的飛船就是遠離空間站，到達一個停泊點以後，到比較安全的位置，再進行自己的軌道機動，然後再進一步遠離，最後反推制動，經過大氣層。

其實這個過程是非常複雜的。我們的神舟飛船最後只回收返回艙，而它本身是由三艙組成的，從前往後依次是軌道艙、返回艙和推進艙，這麼裏面就有兩個關鍵的動作，那麼首先是在南非附近的大洋上空，我在進行制動之前，我一定要把這個軌道艙給它分離掉，分離掉以後，我建立返推或者制動剎車的姿態，其實就是把整個我的軌道把它的近地點壓低到100公里以下，一般比如説90公里，使它能夠有一條要進入大氣層的彈道。之後就等於是進入這條彈道意味著推進艙的主要工作就結束了。在下降的過程中，再有一個合適的點，推進艙和返回艙再進行一次分離。

我們的返回艙經歷了嚴重的氣動加熱以後，最後就到了10公里的高度，打開降落傘以後，等於是在著陸前我要拋掉我的防熱大底，露出裏面的反推火箭，在距離地面只有1米高的時候，啟動我的反推火箭，最後讓航太員舒舒服服地落到地面上。

所以整個過程，就是説這一次其實也是我們國家第一次有一個航太器在軌待了六個月的時間，去安全地返回地球。這麼快的時間能夠返回，那就是説等於又是在一個更狹小的時間段，把所有需要檢查的工作和要做的操作和動作都做完，可以想像確實和過去是有所差別的，這個也是我們這次獲得的經驗和技術積累，一個技術進步，它能夠體現的一件事。這個技術我們將來成熟了以後，它就會成為一個常態，我們未來的宇航員也像這次一樣，能夠比較舒適地在狹小的空間待的時間短一點，能夠更快得到寬敞的空間站或者説回到我們的地球。

中國網：與以往的返回技術相比，此次的快速返回的技術對於航太員來説，是否會經歷更大或者更多的挑戰？

楊宇光：這個從兩個方面來説，因為我們神舟飛船它是能夠支援三人七天的獨立飛行，這裡面一方面是航太員他所需要的比如食品、水、空氣，這些他要支撐這麼長時間，另外一方面是我們的推進劑如果你是説靠消耗推進劑去保證（飛船）姿態的話，那你這個時間不能太長，就不能像空間站那樣成年累月的這樣去獨立飛行。

所以説它是有三人七天的這樣一個限制，當然上行過程已經消耗掉了一部分可用的時間，那麼返回過程中，就是説雖然是有挑戰，因為這個確實很多的關鍵動作集中在了一起，確實時間壓縮得比較緊湊，這個是一個挑戰。中間遇到任何的這個意外的問題，意外的情況，我們都需要航太員有足夠快的，或者足夠的隨機應變的這樣一個處置能力。

如果説差別比較大的話，還是我們剛才提到的在軌六個月的時間，這個就是相當於我們神舟飛船停靠在空間站上，在軌道上這麼休眠了六個月的時間，這個是我們必須去適應的。因為我們知道，儘管我們的空間站的軌道比較低，它是在范艾倫輻射帶以下的，這個範圍對航太員身心健康比較好，因為它輻射比較低，但也不是完全沒有，尤其神舟飛船它又是一個暴露在空間的這樣一個飛行器，所以説我們必須考慮這些方面的影響。經過這麼長的在軌時間，你的可靠性到底怎麼樣，能不能保證我們航太員的安全，都需要有預案，這樣的話，才能真正地以人為本，以航太員的生命安全作為我們最高的做一件判斷的準則。

那麼就是説其實你可能關注到一點，前一段時間新聞媒體也進行了報道，就是我們航太員開始做回家的準備了，其實這個做回家的準備有一件事那就是要加大他的每天運動的量，時長和他的強度。因為正常情況下，每天他們大約需要兩小時的鍛鍊的時間，除了正常工作以外，那麼就是説利用太空跑臺，利用太空的自行車，利用拉力器等等這樣一些鍛鍊設施，對他不同的部位肌肉進行足夠足量的訓練。

因為我們知道，剛才已經提到了，其實在返回的過程中，是要受到一個比較大的過載的，那麼我們採用半彈道式的返回就可以減少這個過載，就可以給他壓到3到4個G以下。但是如果説你在緊急情況下，有可能進行一個彈道式的返回，緊急情況下進行彈道式的返回，他受到的過載就要遠遠大於正常返回過程中受到的過載。所以説對於職業的航太員而言，實際上他這個返回的過程，不僅僅是對正常的返回過程進行訓練，也必須覆蓋所有的非正常返回的過程。

還有另外一件事就是振動，因為返回過程中，它的速度非常快，和大氣的相互作用，就會産生劇烈的振動。航太員其實在地面也做過這種振動臺上，讓他模擬天上的條件，做這樣的訓練。這些適應性的訓練都是必須做的，而返回之前，其實加大這個運動量，其實也是為了讓他有更好的身體條件，因為畢竟返回過程中，整個條件是很惡劣的。而且就是説，剛才我們已經提到了它的一些操作，其實在這種情況下，還要求我們三名宇航員裏，至少要保證有兩人具備在這種條件下的緊急操作的能力，比如説我的飛船座艙的一些狀態的切換等等，你必須具備這樣的能力，而且是在條件非常不好的情況下，比如説劇烈振動而且有超大過載情況下，你這個時候具備操作能力是在非正常情況下，挽救你生命的一個必須的條件，就是説平時就必須做到這一點，來保證我們的安全。

除此之外，還有一件事，當然不是直接和我們緊急返回有關係了，而是返回有可能落到一個未規劃的一個區域，這個區域可能要麼自然條件很惡劣，氣侯條件很惡劣，甚至有野獸出沒等等這樣一些事情。這種情況下，其實這些年我們可以看到我們的航太員做過大量的野外生存訓練，包括沙漠裏、森林裏面，甚至是海上的生存訓練，讓他在落到這些地方之後，在我們搜救團隊能夠到達之前，有足夠的能力，足夠的把握來保證自己能夠生存下去，這個訓練他們是必須做的，保證我們整個返回過程是安全可靠的。

節目錄製現場。  中國網 楊佳 攝影

中國網：此次也是成功地驗證了我們的這項快速返回的技術，那未來的載人航太任務中，快速返回技術是否會普遍地適用？

楊宇光：從我們技術人員能夠理解的角度來説，我覺得這種快速返回的技術確實是值得去推廣的。雖然説有一定的挑戰，有一定的難度，但是經過我們足夠長的時間的經驗積累以後，確實可以把它進行常態化。不要忘了未來我們空間站運營階段一年至少要有兩艘飛船要去空間站進行乘組輪換的。這樣情況下，等於是隨著返回次數逐漸增多，你進行這樣操作的樣本就會越來越多，你過去潛在的和實際上能夠遇到的各種問題，你解決的也越來越從容，越來越成熟。這樣情況下，我認為把它變成一種常態，不失為一種合理的現象。我認為那是有可能的。

中國網：可不可以認為這項技術的實現，這對於我們國家未來的空間站的運營的常態化具有很重要的意義。

 楊宇光：非常正確。我們不要忘了，大概幾個月之前，我們的航太英雄、楊利偉副總設計師他在接受媒體採訪時講過，未來我們可能要搞太空旅遊。（我認為）存在這種可能性的。如果我是搞太空旅遊的話，你想一想，肯定是乘客的用戶體驗越舒適越好，就像剛才已經提到的，你就是説等於是我們在“擺渡”的這個階段，就是説等於我的往返這個時間越短越好，這樣的話，他可能早點進入空間站去享受自己美妙的感受。旅程結束以後，能夠快點回家，好好休息。所以説即使從這個角度來講其實也是非常有必要的。我認為通過這次成功的實施，後面確實是有很大的機會，去更頻繁地做這樣的一個安排。

中國網：網友關注到，繼神舟十二號載人飛船返回之後，這次神舟十三號載人飛船也是選擇在了東風著陸場著陸，這是出於什麼樣的考慮？是否以後的載人飛行任務的著陸都會以東風著陸場為主？

 楊宇光：我們從過去的四子王旗主著陸場換到目前東風著陸場有幾方面的考慮因素，我只講其中比較重要的點。

 第一個，從神舟十二號（在軌）已經三個月了，這次都是半年以後，都是常態半年的時間。這麼長的時間尺度，其實我們空間站的軌道變化可能會很大，就是説你在軌停留的時間長，意味著當你該返回的時候，你不見得是在某一個固定的高度，這個高度可能變化比較大的，高度變化比較大，意味著對應的我地面的著陸點的位置，就是剛才我們已經提到了，剛好是那個著陸區轉到你的這個附近，這個散佈的範圍可能就比較大，就意味著我必須挑一塊比較大的區域。四子王旗是沒那麼大的，因為周圍都是草原。那麼就是等於是我們在酒泉衛星發射中心附近，也就是東風著陸場，它是大面積的戈壁灘，所以説是很容易找到一個合適的區域，因為落區是有一些限制條件的，既要比較開闊，又不能人口太密集等等。

 第二點，我們在下降過程是要扔好多東西的，所以説下面最好是人煙稀少的區域，這樣的話，避免可能對人員或者是財産産生損失。那麼就是説最早我們選擇四子王旗著陸場，人口沒有那麼密。隨著這麼多年，我們國家的經濟發展，這個區域的人口也越來越密集，越來越多，所以説它理論上來説也是可以的，但是作為一個著陸場來説，它確實可能現在周圍的居民各方面就比較多了，不像戈壁灘這個範圍人員更稀少，安全上更有保障。

 所以最主要的其實有這兩方面的原因，當然還有其他的原因，因為著陸場的選擇它其實是一件非常大的事。它不但涉及到剛才我説的這兩個因素，還有很多配套的設施，比如説你蒐集的團隊，你既有車輛，還有直升機，他們在回來之前，要集結，有很多的講究，包括物資的保障，人員的配備。

對於我們未來的空間站的正常運營來説，注意一點，因為裏面是長期有人的，所以這就意味著我們的搜救團隊，必須具備一定的緊急待命的能力，因為任何時候，這個航太仍然是高風險的，任何時候它都有可能出問題，就需要緊急地返回，緊急返回的話，你就能必須在很短的時間把這些搜救的團隊以及剛才我説的這些無論是直升機還是車輛呀，還有沿途的測控站讓他準備就緒，人員到位，設備到位，調試狀態到位，才能夠很好地去實施一次緊急的返回的過程。

所以説這個就和過去我們在擁有空間站之前，就是不一樣了。其中我們著陸場系統也是作為其中一個大的系統，它的職能確實是非常重要的，也是我們整個大系統中能夠確保安全，確保航太員安全返回的最後一環。

（本期人員：編導/主持：裴希婷；圖片：楊佳；攝像：董超、王一辰；後期：劉凱；主編：鄭海濱）