中国网：2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，飞行任务圆满成功，标志着中国空间站关键技术验证阶段完美收官。6个月的太空飞行中，航天员翟志刚、王亚平、叶光富圆满完成了2次出舱活动、2次“天宫课堂”太空授课活动，开展了多项科学技术试验与应用项目，飞行乘组首次成功采用快速返回方案，为后续建造空间站奠定了坚实基础。快速返回方案有哪些亮点和难点？未来是否会普遍适用？为何又着陆在东风着陆场？本期节目，特别邀请国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光为您解读。

国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光解读神舟十三号载人飞船返回技术亮点。  中国网 杨佳 摄影

中国网：杨老师，您好！欢迎您作客中国网《中国访谈》节目。

此次神舟十三号载人飞船圆满地完成了任务，并顺利地着陆了。值得关注的是，此次神舟十三号载人飞船是首次采用了一种快速返回的方案。那么我们想请您介绍一下，什么是快速返回？快速返回的技术的亮点和难点是什么？

杨宇光：神舟飞船它的内部空间是非常狭小的，有两个舱可居住的，一个返回舱，一个轨道舱，这两个舱加起来也只有7立方米左右的空间，所以说内部空间非常狭小，在里面长期待着肯定不是很舒适的。

这个其实和大家平时上下班一样，如果说你在你的汽车里面待的时间很长，汽车的空间是非常狭小的，比如小轿车要是里面再坐四个人更难受了，所以尽快地让航天员到达一个比较舒适的环境，那么这个也是一个以人为本的考虑。而且从上行的时候（考虑），因为有空间运动病的因素，空间运动病发生于入轨6个小时以后，然后减缓于两天之前，也就是从入轨六个小时到两天这个时间是最难受的，刚好我们的关键的阶段要避开中间这段比较难受的时候。因为对接的过程，它也是风险比较大的过程，如果这个过程我们的自动对接系统出现问题的话，那我们就要切到航天员手动的对接的模式下，如果说航天员这个时候处在不太舒服的状态，对于我们任务的成功率是不太好的。

那么返回过程其实道理也是一样的，我们离开了空间站，我们要返回地球，那么就不得不乘坐我们的“摆渡车”——我们的神舟飞船来下行。但是毕竟是空间比较小的，你在那里面长期待着，确实不是非常舒适。从这个角度也是希望能够快点（返回）。

还有一个很重要的需求，它做了很多空间的实验，有些样本，比如说采的血样等等，它是有可能需要冷藏的，那么如果说没有这样的条件的话，希望他们能够尽快地返回地球，所以从一些生物的医学样本的角度来说，它也有这个需求，希望能够快速地返回地面。

但是其实不是一天两天的时间，而是几个小时返回，那确实是需要很严格的条件，那么也需要很多的保障，确实不是一件容易的事儿。我们知道我们的神舟飞船和我们空间站在绕地球飞行，初始在是距离地球400公里高的轨道上绕地球飞行，其实我们的轨道面就是在空间中它是不动的，而地球自转一周，所以只能等什么时候呢？也就是我的地球自转到我的着陆场要经过我的飞船和空间站所处的轨道面的时候，我才有返回的机会。

我们的神舟飞船它采用的是我们在专业上称之为半弹道式或者是半升力返回的方式，也就是它在返回的过程中，它的这个舱体本来是一个对称的像一个钟的形状，但是它会倾斜，它的质心就偏离它的轴线，倾斜的话，它会产生一定的升力。产生一定升力以后，就可以加长它的返回的过程，这样的话航天员在飞船的返回舱里面所受到的（力）我们专业上称之为叫过载，就相当于身体几倍的重量就会少很多。

那么我们的神舟飞船因为采用半弹道的方式，可以延长它的飞行时间，这样的话，它整个在返回过程中，航天员只需要受到3到4个G的过载，那就是比较容易承受了。但是这样带来另外一个问题，因为你的返回路径比较长，所以说你的离轨，原来从初始轨道离开的这个点是非常有讲究的。过去我们的主着陆场是在四子王旗，我们都要飞到南非附近的印度洋的海域，这个时候飞船做制动，然后从这个位置开始就等于是高度不断下降，经过我们印度洋的西海岸，最后从巴基斯坦入境，最后落在我们四子王旗。那么现在我们改到了东风主着陆场，整个位置向西偏移了大概是一两千公里。这样的话，也是在南非的附近，可是更靠西一点，从这个位置我制动以后，它降低高度，最后进入大气层，然后返回地球。

所以说我们可以看到，那么就是说，不但落地的时间是相对来说比较固定的——要落在你的主着陆场。那么就是说，进行离轨的时间，也就是从它初始围绕地球运动轨道，进入这样一个返回着陆场的这个弹道或者说称为返回的轨道，那么这个时间和地点也是非常固定的，必须在这个地方做这件事。

而刚才已经提到了，过去我可以比如说早一点离开我的空间站，或者我们天宫实验室，然后就等于是我这时候做准备，然后就等到了这个时间点，我再做离轨反推的制动，最后返回过程。那么就是说现在就等于是实际上这几个小时的快速返回中，我是把前一段时间压缩了，也就是我等到我的整个空间站和飞船的组合体快要接近到返回制动这个点的时候，我才让它和飞船和空间站分离。然后这个时候，我们的飞船就是远离空间站，到达一个停泊点以后，到比较安全的位置，再进行自己的轨道机动，然后再进一步远离，最后反推制动，经过大气层。

其实这个过程是非常复杂的。我们的神舟飞船最后只回收返回舱，而它本身是由三舱组成的，从前往后依次是轨道舱、返回舱和推进舱，这么里面就有两个关键的动作，那么首先是在南非附近的大洋上空，我在进行制动之前，我一定要把这个轨道舱给它分离掉，分离掉以后，我建立返推或者制动刹车的姿态，其实就是把整个我的轨道把它的近地点压低到100公里以下，一般比如说90公里，使它能够有一条要进入大气层的弹道。之后就等于是进入这条弹道意味着推进舱的主要工作就结束了。在下降的过程中，再有一个合适的点，推进舱和返回舱再进行一次分离。

我们的返回舱经历了严重的气动加热以后，最后就到了10公里的高度，打开降落伞以后，等于是在着陆前我要抛掉我的防热大底，露出里面的反推火箭，在距离地面只有1米高的时候，启动我的反推火箭，最后让航天员舒舒服服地落到地面上。

所以整个过程，就是说这一次其实也是我们国家第一次有一个航天器在轨待了六个月的时间，去安全地返回地球。这么快的时间能够返回，那就是说等于又是在一个更狭小的时间段，把所有需要检查的工作和要做的操作和动作都做完，可以想象确实和过去是有所差别的，这个也是我们这次获得的经验和技术积累，一个技术进步，它能够体现的一件事。这个技术我们将来成熟了以后，它就会成为一个常态，我们未来的宇航员也像这次一样，能够比较舒适地在狭小的空间待的时间短一点，能够更快得到宽敞的空间站或者说回到我们的地球。

中国网：与以往的返回技术相比，此次的快速返回的技术对于航天员来说，是否会经历更大或者更多的挑战？

杨宇光：这个从两个方面来说，因为我们神舟飞船它是能够支持三人七天的独立飞行，这里面一方面是航天员他所需要的比如食品、水、空气，这些他要支撑这么长时间，另外一方面是我们的推进剂如果你是说靠消耗推进剂去保证（飞船）姿态的话，那你这个时间不能太长，就不能像空间站那样成年累月的这样去独立飞行。

所以说它是有三人七天的这样一个限制，当然上行过程已经消耗掉了一部分可用的时间，那么返回过程中，就是说虽然是有挑战，因为这个确实很多的关键动作集中在了一起，确实时间压缩得比较紧凑，这个是一个挑战。中间遇到任何的这个意外的问题，意外的情况，我们都需要航天员有足够快的，或者足够的随机应变的这样一个处置能力。

如果说差别比较大的话，还是我们刚才提到的在轨六个月的时间，这个就是相当于我们神舟飞船停靠在空间站上，在轨道上这么休眠了六个月的时间，这个是我们必须去适应的。因为我们知道，尽管我们的空间站的轨道比较低，它是在范艾伦辐射带以下的，这个范围对航天员身心健康比较好，因为它辐射比较低，但也不是完全没有，尤其神舟飞船它又是一个暴露在空间的这样一个飞行器，所以说我们必须考虑这些方面的影响。经过这么长的在轨时间，你的可靠性到底怎么样，能不能保证我们航天员的安全，都需要有预案，这样的话，才能真正地以人为本，以航天员的生命安全作为我们最高的做一件判断的准则。

那么就是说其实你可能关注到一点，前一段时间新闻媒体也进行了报道，就是我们航天员开始做回家的准备了，其实这个做回家的准备有一件事那就是要加大他的每天运动的量，时长和他的强度。因为正常情况下，每天他们大约需要两小时的锻炼的时间，除了正常工作以外，那么就是说利用太空跑台，利用太空的自行车，利用拉力器等等这样一些锻炼设施，对他不同的部位肌肉进行足够足量的训练。

因为我们知道，刚才已经提到了，其实在返回的过程中，是要受到一个比较大的过载的，那么我们采用半弹道式的返回就可以减少这个过载，就可以给他压到3到4个G以下。但是如果说你在紧急情况下，有可能进行一个弹道式的返回，紧急情况下进行弹道式的返回，他受到的过载就要远远大于正常返回过程中受到的过载。所以说对于职业的航天员而言，实际上他这个返回的过程，不仅仅是对正常的返回过程进行训练，也必须覆盖所有的非正常返回的过程。

还有另外一件事就是振动，因为返回过程中，它的速度非常快，和大气的相互作用，就会产生剧烈的振动。航天员其实在地面也做过这种振动台上，让他模拟天上的条件，做这样的训练。这些适应性的训练都是必须做的，而返回之前，其实加大这个运动量，其实也是为了让他有更好的身体条件，因为毕竟返回过程中，整个条件是很恶劣的。而且就是说，刚才我们已经提到了它的一些操作，其实在这种情况下，还要求我们三名宇航员里，至少要保证有两人具备在这种条件下的紧急操作的能力，比如说我的飞船座舱的一些状态的切换等等，你必须具备这样的能力，而且是在条件非常不好的情况下，比如说剧烈振动而且有超大过载情况下，你这个时候具备操作能力是在非正常情况下，挽救你生命的一个必须的条件，就是说平时就必须做到这一点，来保证我们的安全。

除此之外，还有一件事，当然不是直接和我们紧急返回有关系了，而是返回有可能落到一个未规划的一个区域，这个区域可能要么自然条件很恶劣，气侯条件很恶劣，甚至有野兽出没等等这样一些事情。这种情况下，其实这些年我们可以看到我们的航天员做过大量的野外生存训练，包括沙漠里、森林里面，甚至是海上的生存训练，让他在落到这些地方之后，在我们搜救团队能够到达之前，有足够的能力，足够的把握来保证自己能够生存下去，这个训练他们是必须做的，保证我们整个返回过程是安全可靠的。

节目录制现场。  中国网 杨佳 摄影

中国网：此次也是成功地验证了我们的这项快速返回的技术，那未来的载人航天任务中，快速返回技术是否会普遍地适用？

杨宇光：从我们技术人员能够理解的角度来说，我觉得这种快速返回的技术确实是值得去推广的。虽然说有一定的挑战，有一定的难度，但是经过我们足够长的时间的经验积累以后，确实可以把它进行常态化。不要忘了未来我们空间站运营阶段一年至少要有两艘飞船要去空间站进行乘组轮换的。这样情况下，等于是随着返回次数逐渐增多，你进行这样操作的样本就会越来越多，你过去潜在的和实际上能够遇到的各种问题，你解决的也越来越从容，越来越成熟。这样情况下，我认为把它变成一种常态，不失为一种合理的现象。我认为那是有可能的。

中国网：可不可以认为这项技术的实现，这对于我们国家未来的空间站的运营的常态化具有很重要的意义。

 杨宇光：非常正确。我们不要忘了，大概几个月之前，我们的航天英雄、杨利伟副总设计师他在接受媒体采访时讲过，未来我们可能要搞太空旅游。（我认为）存在这种可能性的。如果我是搞太空旅游的话，你想一想，肯定是乘客的用户体验越舒适越好，就像刚才已经提到的，你就是说等于是我们在“摆渡”的这个阶段，就是说等于我的往返这个时间越短越好，这样的话，他可能早点进入空间站去享受自己美妙的感受。旅程结束以后，能够快点回家，好好休息。所以说即使从这个角度来讲其实也是非常有必要的。我认为通过这次成功的实施，后面确实是有很大的机会，去更频繁地做这样的一个安排。

中国网：网友关注到，继神舟十二号载人飞船返回之后，这次神舟十三号载人飞船也是选择在了东风着陆场着陆，这是出于什么样的考虑？是否以后的载人飞行任务的着陆都会以东风着陆场为主？

 杨宇光：我们从过去的四子王旗主着陆场换到目前东风着陆场有几方面的考虑因素，我只讲其中比较重要的点。

 第一个，从神舟十二号（在轨）已经三个月了，这次都是半年以后，都是常态半年的时间。这么长的时间尺度，其实我们空间站的轨道变化可能会很大，就是说你在轨停留的时间长，意味着当你该返回的时候，你不见得是在某一个固定的高度，这个高度可能变化比较大的，高度变化比较大，意味着对应的我地面的着陆点的位置，就是刚才我们已经提到了，刚好是那个着陆区转到你的这个附近，这个散布的范围可能就比较大，就意味着我必须挑一块比较大的区域。四子王旗是没那么大的，因为周围都是草原。那么就是等于是我们在酒泉卫星发射中心附近，也就是东风着陆场，它是大面积的戈壁滩，所以说是很容易找到一个合适的区域，因为落区是有一些限制条件的，既要比较开阔，又不能人口太密集等等。

 第二点，我们在下降过程是要扔好多东西的，所以说下面最好是人烟稀少的区域，这样的话，避免可能对人员或者是财产产生损失。那么就是说最早我们选择四子王旗着陆场，人口没有那么密。随着这么多年，我们国家的经济发展，这个区域的人口也越来越密集，越来越多，所以说它理论上来说也是可以的，但是作为一个着陆场来说，它确实可能现在周围的居民各方面就比较多了，不像戈壁滩这个范围人员更稀少，安全上更有保障。

 所以最主要的其实有这两方面的原因，当然还有其他的原因，因为着陆场的选择它其实是一件非常大的事。它不但涉及到刚才我说的这两个因素，还有很多配套的设施，比如说你搜集的团队，你既有车辆，还有直升机，他们在回来之前，要集结，有很多的讲究，包括物资的保障，人员的配备。

对于我们未来的空间站的正常运营来说，注意一点，因为里面是长期有人的，所以这就意味着我们的搜救团队，必须具备一定的紧急待命的能力，因为任何时候，这个航天仍然是高风险的，任何时候它都有可能出问题，就需要紧急地返回，紧急返回的话，你就能必须在很短的时间把这些搜救的团队以及刚才我说的这些无论是直升机还是车辆呀，还有沿途的测控站让他准备就绪，人员到位，设备到位，调试状态到位，才能够很好地去实施一次紧急的返回的过程。

所以说这个就和过去我们在拥有空间站之前，就是不一样了。其中我们着陆场系统也是作为其中一个大的系统，它的职能确实是非常重要的，也是我们整个大系统中能够确保安全，确保航天员安全返回的最后一环。

（本期人员：编导/主持：裴希婷；图片：杨佳；摄像：董超、王一辰；后期：刘凯；主编：郑海滨）