神舟九號/天宮一號載人交會對接任務全過程

軌道艙和返回艙分離

返回艙和推進艙分離

返回艙進入大氣層

主傘打開

緩衝發動機點火

返回艙着陸

　　回家四步走

　　制動飛行階段——當飛船在太空中運行最後一圈時，地面測控部門向飛船發出返回指令，飛船隨即調整姿態，軌道艙與返回艙分離，發動機點火制動，飛船進入返回軌道。

　　自由滑行階段——此時，飛船以無動力飛行狀態自由下降。當高度降至距離地面140公里處時，推進艙和返回艙分離，推進艙在穿越大氣層時燒燬，返回艙繼續下降。

　　再入大氣層階段——飛船返回艙穿越大氣層，到達距離地面80至90公里高度時，因高速劇烈摩擦，在飛船表面形成高溫等離子氣體層，並對電磁波造成屏蔽形成“黑障”，飛船與地面失去聯繫大約240秒左右。直到距離地球約40公里處，“黑障”纔會消失，地面測控部門重新捕獲飛船。

　　着陸階段——當返回艙距離地球約10公里時，傘艙蓋打開，並連續彈開引導傘、減速傘和主降落傘。距離地面5.8公里時，飛船返回艙會拋掉防熱大底，由傾斜吊掛姿態轉爲垂直吊掛姿態。在距離地面1.2米時，4臺反推發動機點火，使飛船以每秒1至2米的速度着陸。

　　全程高科技

　　返航：“三把鎖”精準斷開各艙段

　　連接分離機構就像神舟飛船的臂膀，有力地連接起了飛船的三艙。“我們研製的連接分離機構由‘三把鎖’組成，分別在飛船軌道艙和返回艙之間、返回艙和推進艙之間、返回艙防熱大底和艙體之間。”連接分離機構研製主管設計師王智健透露，“我們必須保證這‘三把鎖’能及時準確脫開，同時時間還要分秒不差，否則後續動作無從談起。”

　　軌道艙和返回艙之間的一號鎖，是保證航天員順利返回地球的第一道安全保障；返回艙和推進艙之間的二號鎖，是保證返回艙進入大氣層後在預定時間預定地點着陸的首要設備；飛船着陸前，返回艙防熱大底和艙體之間的三號鎖也叫拋底鎖啓動工作，它關係到防熱大底能否按時拋掉、降落傘能否正常打開。

　　當神九飛船準備返航時，一號鎖就要準確地打開，推掉軌道艙，讓推進艙和返回艙組合體踏上回家之路。

　　當推進艙助推返回艙重返大氣層內，在預定時間抵達預定軌跡時，二號鎖就要分秒不差的打開，推掉推進艙，讓返回艙自由地飛向着陸場。二號鎖工作的時機非常重要，時間、角度都必須精確到秒的量級，如果時間差1秒，那麼返回艙着陸的地點就會差100公里。形象地說，二號鎖何時打開，飛船就會在什麼地方着陸。

　　最後，當返回艙接近着陸場時，艙底端用於防禦吸收大氣層摩擦熱量的防熱大底已圓滿結束使命，由拋底鎖執行拋底任務。只有將防熱大底拋掉，裏面疊放的降落傘才能順利打開，進而帶着返回艙安全返回地面。

　　另外，飛船在飛行過程中並非一帆風順，會遇到空中的橫向氣流，會受到轉彎彎矩的影響，必須保證在發射和運行段實現絕對剛性連接，克服各種各樣的外力，不允許出現任何鬆動，否則會產生飛船空中解體或地面解體的後果。

　　穿越大氣層：“防熱衣”御高溫

　　神九飛船返回地球時，高速運行的飛船與大氣層的摩擦會產生上千攝氏度的高溫。這時，返回艙就像一個火球，如果不採取防熱措施，航天員將無法承受，返回艙結構也會受損毀。

　　神九返回艙究竟採用什麼樣的防熱材料和防熱結構？早在神九飛天之前，科研人員就採用防隔熱材料技術給返回艙穿上一層25毫米厚的高科技“防熱衣”。

　　專家透露，飛船的“防熱衣”與其他防熱材料不同，不僅要求具備高強的防隔熱性能，而且要求密度低、質量輕。科研人員根據返回艙的設計需求，開發了一種密度可設計的低密度燒蝕材料，並將這種燒蝕材料灌注於十餘萬個蜂窩內來構成“防熱衣”。

　　飛船返回時，防熱材料在巨大熱流的作用下，自身分解、熔化、蒸發、昇華，在消耗表面質量的同時帶走大量的熱，材料分解形成密實外殼向外輻射熱量，並且內部未燒蝕的隔熱區域，起到阻止熱量進入返回艙的作用，使飛船內部溫度控制在30攝氏度左右。

　　“黑障”期：雷達追蹤“消失”的神九

　　神舟飛船在執行完任務返回地面前，在距地面高度120公里至40公里左右這段行程中，將短暫消失大約240秒左右。

　　這是由於飛船與大氣層摩擦，會在神舟飛船表面形成高溫等離子氣體層，從而隔絕了地面遙控設備與其通信，形成“黑障”，飛船會與地面失去聯繫。

　　此時，已服役13年的我國第一部精密跟蹤相控陣測量雷達——回收一號將大展功勳雷達風采，緊盯消失的神九。回收一號雷達將彌補地面遙控設備的不足，通過雷達反射式跟蹤保持對飛船的連續跟蹤，直至飛船着陸，爲準確定位飛船着陸點提供了精確數據。

　　着陸：

　　“光子探針”引導飛船降落

　　神九飛船內，航天員座椅下方安裝着γ高度表，雖然不起眼，卻是執行神舟飛船飛行最後環節的關鍵點，是飛船的關鍵設備，就像是給飛船安全着陸安置的“光子探針”，引導着神九着陸，守護航天員回家。

　　在飛船返回艙降落至地面時，γ高度表可根據返回艙至地面的距離發出指令指示，在返回艙降至距離地面不同高度時，分別發出航天員即將着陸的預指令信號和反推點火指令等，以減緩返回艙下降速度，實現飛船的安全軟着陸。該設備的成功與否，不僅直接關係到神九飛船飛行任務的完成，更關係到航天員的生命安全。

　　着陸速度如從1米高跳下

　　神舟九號飛船返回艙在剛剛進入大氣層時會以很快的速度向地面墜落，飛船將通過兩級減速，將墜落速度降至很低，讓返回艙毫髮無損安全着陸。科研人員將此稱之爲軟着陸，即人造衛星和宇宙飛船等在降落過程中，逐漸減低降落速度，使航天器在接觸地球或其他星球表面瞬時的垂直速度降至很低，最後不受損壞的安全着陸。

　　神舟九號返回艙的軟着陸是通過降落傘和反推發動機兩級來實現的。當飛船降到據地面10公里左右時，它的降落傘系統會逐級打開，飛船乘傘下降，但此時飛船返回艙的速度還是比較快，每秒約8至10米；到離地面1米左右時，飛船的反推發動機開始點火啓動，同時會給返回艙一個緩衝力。返回艙落地時的速度形象來說，就相當於一個人站在1米高的桌子上跳下去的速度。