從1天縮短到幾小時！神十三快速返回：航天員會經曆怎樣的過程？
4月11日，中國航天科技集團官方微博發布了一條博文：
神舟十三号航天員乘組為期六個月的太空“出差”行将結束。在返回之前，航天員們還有物資清點轉移、艙内環境清潔維護、打包下行物品、設置無人飛行模式、檢查飛船工作狀态、身體監測等工作，為保障航天員們安全、順利返回地球，地面将與航天員協同完成返回的各類準備工作。
早在2月9日，中國航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理邵立民在發布會上介紹今年神舟十三号任務時着重的提到了一個重點：
神舟十三号将首次實施快速返回，進一步提升航天員的舒适性及任務實施效率，建立了高密度發射任務下的多艘載人飛船并行研制、發射、停靠、返回及在軌管理體系。
相信很多朋友都有一頭霧水，航天員打包帶回的東西到底有哪些，半年的垃圾是不是也要帶回，畢竟不能在太空亂丢垃圾是吧；另一個問題則是，所謂的快速返回到底是怎麼回事？
垃圾已經帶回來了：天舟二号垃圾回收站其實天宮空間站的所有垃圾都已經帶回來了，就是超大号的“垃圾桶”天舟二号！2021年5月29日發射後，神舟十二号随後在6月16日發射對接天和号核心艙，大家都戲稱趕着去拆快遞了，然後就有了一個問題，這些快遞包裝怎麼辦，丢哪裡？
拆“快遞”
當時官方的報道中就有天舟二号變成垃圾存放處以及臨時倉庫的說法，這個大号垃圾箱的存在使得天宮空間站上航天工作、生活過程中産生的垃圾臨時存放完全沒有壓力。在天宮空間站産生的垃圾中數量最大的是哪種？
盡管沒有官方數據，但種花家私下裡猜測占比最高的垃圾應該有兩種，體積最大的應該是包裝材料和仿真材料，盡管成本很高，但保證貨物安全上天是必不可少的。
另一個則是重量占比最大，各位猜是什麼，很有可能是人糞便，每人每天至少有100~300g大便，含水率約為25%~60%，尿液也是垃圾嗎？答案為不是！因為尿液可以處理成飲用水循環使用，但大便有點麻煩，筆者查不到資料是否将大便幹燥處理後回收水。
假設是幹燥處理并回收水分，那麼按45%水分比例，按每天200g的大便将會留下110g的固形物，3人3個月為29700g，也就是29.7千克。
天舟二号靠泊在天和号核心艙上大約10個月，曆經2屆航天員，第二次3人六個月，那麼計算可得為59.4千克，兩者相加大約為89.1千克，估計這一擔人糞便沒幾個人能挑走。這些垃圾都會随着天舟二号貨運飛船在大氣層中燒毀，它已經與3月31日受控墜落于南太平洋：
中國載人航天官方公衆号于3月31日發布報道，天舟二号貨運飛船已于北京時間3月31日18時40分受控再入大氣層。飛船絕大部分器件被燒蝕銷毀，少量殘骸落入南太平洋預定安全海域。
随着神舟飛船返回，航天員會帶回什麼？
航天員們還把個人的私人物品帶回來，當然更重要的還可能有實驗後的“産品”，因為空間站内零重力環境，可以制造地面無法制造的産品，對于高純淨度的金屬冶煉以及無重力結構支撐制造方面存在極大的優勢。
比如金屬冶煉和藥物制造，藥物的純淨度高于地面制造的5倍以上，目前已有20多種在地面難以制造的特殊藥品在可以在空間站内制成，不過種花家也查不到到底有哪些實驗設備，也無法評估有哪些産品，但相信很可能是有的。
神十三快速返回：航天員會經曆怎樣的過程？此前的神舟系列飛船返回，差不多要經曆約一天左右的時間，但神舟十三飛船返回可以縮短至4小時，兩者到底有什麼差别，航天經曆的過程究竟是怎樣的？
2021年9月17日13時34分，神舟十二号返回艙着陸于中國内蒙古自治區阿拉善盟額濟納旗賽漢陶來蘇木東風着陸場，這也是神舟飛船首次在東風着陸場着陸。
返回過程其實沒差，唯一不同的是分離時機
飛機到達目的地才能降落，飛船也差不多，不過飛船在天上卻不像飛機那麼自由，它是有自己軌道的，就像神舟十三号飛船，它和天宮空間站對接在一起，軌道參數為：
高度：389.2千米
傾角：41.58°
空間站軌道為大緻圓形，忽略偏心率的話，隻要這兩個參數，基本上就能算出每天幾點幾分會經過東風着陸場上空了，繞地球一圈92.2分鐘，一天大要繞地球15.6圈，但隻有一圈是經過着陸場上空的。
不過并不能在路過着陸場上空再分離，因為在“落地”之前有幾個動作要做，首先是精确調整軌道，準備減速進入再入走廊，然後是分離軌道艙，然後再分離推進艙，最終進入大氣層，而這些動作加上再入角度規劃留出的距離需要，至少需要1個小時左右才能完成。
因此飛船至少需要大半圈的時間與距離作為返回使用，因此真正返回時間大約需要1小時左右！那麼問題來了，為何快速返回要4小時，“标準返回”要一天呢？
“标準返回”和快速返回究竟有什麼不一樣？
其實兩者最終的流程并沒有區别，唯一差别的就是空間站分離到減速再入這個階段，這中間有空間站的因素也有飛船的因素：
神舟十号與天宮一号和神舟十一号與天宮二号都用了一天多，神舟十号和十一号飛船的返回高度是一個相對固定值，與天宮一号和二号脫離後，需要調整軌道高度到返回高度，然後再進行返回，因此分離後這一天時間就用來幹這個了。
而到了神舟十二号飛船則對返回軌道做了适應性設計，有比較大的可調範圍，在神舟十二号返回時就做了部分測試，确認這套可調高度範圍的設計沒有問題，因此到了神舟十三号就可以直接快速返回了。
當然快速返回也不是分離後直接進入減速進入再入走廊，而是需要1-2圈左右的準備後再進入減速返回階段，因此總共大約需要3-4小時，聯盟号返回大約3小時多點，我國的神舟十三号返回大約在4小時左右，兩者差不多時間，基本在同一水平線上。
從開始返回到落地，究竟是個怎樣的過程?
假如把每一步細化的話總共大約有24個過程，不過那樣看起來實在太過繁瑣，下文就揀幾個關鍵節點了解下：
1、抛掉軌道艙後飛船“掉頭”，“屁股”朝前，準備減速進入再入走廊
2、到140~145千米高度時抛掉推進艙，随後調整重心讓飛船保持一定的升阻比，控制再入軌迹的角度；
3、大約從90千米高度開傘，飛船抗燒蝕大底在高超音速激波的作用下會産生高溫，形成所謂的黑障，大約在30~40千米高度時由于速度下降，飛船出黑障；
4、在10千米高度的時候，分别打開引導傘拉出減速傘，最後完全開傘，将飛船速度降至10米/秒以下；
5、距離地面高度約1米時開啟着陸反推發動機，實現軟着路；
飛船從減速開始到着陸，大約經過環繞地球半圈不到的距離，為何要那麼遠的原因其實挺簡單，因為飛船與空間站脫離之前速度是7.7千米/秒左右，而着陸時速度為0，如果距離太短的話，其過載過高，航天員非常不舒服，甚至可能會因為超過10個G的過載下極度不适甚至昏迷。
如果角度太小，那麼可能就會滑出大氣層再次回到近地軌道上，或者遠遠超出搜救範圍的地點。因此這個再入角度大約是1.5°~1.7°左右，各位用三角函數算下，高度400千米的直角三角形斜邊應該在1.3萬千米以上。
聯盟号返回示意圖
根據晨昏線以及降落地點的角度，各位可以估計下距離，差了不會太大。
航天員到底會經曆什麼？
從飛船返回到落地，航天員會從失重狀态轉變為超重狀态，因為減速過程中遭遇的就是超重，不過現代飛船返回都在4g左右，也就是承受自身體重4倍左右的重量，一般人還是比較難受的，但對于經過專業訓練或者戰鬥飛行員來說，那不過是小菜一碟而已。
但落地後就會比較難過了，因為長期的失重狀态，人體已經适應了失重環境，突然來到了标準重力加速度環境下，會感覺胳膊都擡不起來，就像在遊泳池裡泡了太久的時間突然爬上岸邊的感覺有些類似，所以航天員落地就得坐在椅子被擡回來。
最刺激的過程應該是黑障階段，飛船外部包裹的“火球”，這個在舷窗内是能看到的，震動、過載加上呼嘯而過的“火焰”，這輩子有機會真要去經曆一次哈。
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