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现在我们的天舟三号货运飞船已经发射升空 ， 此前我们的神舟十二号飞船也已经安全返回地球 。 通过对比发射前后的画面 ， 我们可以看到神舟十二号飞船的返回舱在发射前以及返回地球后 ， 外侧是差别非常大的 。 在发射之前 ， 飞船外部看起来非常干净整洁 ， 但是在返回以后返回舱却看起来像被烧烤过那样 。 这并不仅仅是神舟十二号飞船返回舱才有这样的情况 ， 嫦娥五号探测器返回舱带着珍贵月球样本返回地球时 ， 同样几乎被烧得面目全非 。 下图就是嫦娥五号探测器的返回舱 ， 在返回舱的表面有一些区域几乎已经是黑不溜秋的 ， 外壳有一些区域神舟看起来已经有脱离现象 。 这是怎么回事？飞船返回舱在返回地球时到底经历了什么？
嫦娥五号返回舱
神舟十二号飞船返回地球时到底经历了什么？
卫星、飞船这些飞行器的速度非常快 ， 一般都达到或者超过地球的第一宇宙速度7.9公里每秒 ， 有一些甚至可以达到或者接近地球的第二宇宙速度11.2公里每秒 。 当飞行器以这么快的速度环绕地球飞行时 ， 可以飞行很长时间都不会掉下来 ， 因为离心力与重力相抵消 。 不过由于在地球轨道附近仍有稀薄的空气 ， 不可避免会给这些飞行器带来空气阻力 。
嫦娥五号返回舱
虽然太空中的空气阻力在短时间内不会导致飞行器的飞行速度、飞行高度明显下降 ， 但是长年累月后 ， 这些飞行器最终还是会掉下来 。 如很多卫星在结束使命几个月或者几年以后就会坠入大气层 。 而载人飞船想返回地球时不能依靠速度、高度自然衰减来实现 ， 因为这个时间非常长 ， 很多飞船的飞行时间可能只有几天时间 ， 所以飞船在返回地球时一般都需要启动发动机减速、制动来降低速度 。
第一个阶段：神舟十二号飞船先与空间站分离 ， 然后逆时针转动了90° ， 随后又逆时针旋转了90° ， 推进舱在前方 ， 而返回舱位于后方 ， 与之前的朝向相反 。 紧接着 ， 推进舱启动发动机进行制动减速 ， 从近400公里的高空开始降低轨道 。
第二阶段：当返回舱、推进舱组合体下降到距离地面大约140公里时 ， 返回舱与推进舱分离 ， 返回舱选择好恰当的再入大气层姿态角准备进入大气层 。 如果角度过大 ， 返回舱可能会冲入大气层 ， 而角度过小 ， 返回舱就可能会被大气层弹出去 ， 有点像打水漂 。 此前嫦娥五号探测器返回舱以接近第二宇宙速度返回大气层时 ， 曾经以“打水漂”的方式在大气层中减速 。
第三阶段：当返回舱下降到100公里的高度穿过“卡门线”时 ， 空气密度越来越大 ， 返回舱与大气剧烈摩擦产生的气动加热效应 ， 让返回舱周围气体的温度急剧上升到几千℃ 。 这么高的温度 ， 让返回舱的周围燃烧起来 ， 最终原本干净整洁的返回舱外部就被烧得黑不溜秋的 。
这个过程是最惊险的环节之一 ， 如果返回舱外壳的隔热效果不明显 ， 那返回舱内的温度也会很高 ， 对于宇航员来说无疑是坏消息 。 如果返回舱出现裂缝或者小孔 ， 几千摄氏度的热空气也会涌入返回舱内 ， 造成悲剧 。 如前苏联的联盟11号飞船在返回地球时由于返回舱的压力阀门被震开 ， 舱内3名宇航员因此牺牲 。 虽然温度非常高 ， 但是科学家为神舟飞船的返回舱研制了防热材料 ， 能够保护返回舱内宇航员的安全 。
第四阶段：随着返回舱下降到距离地面大约10公里时 ， 就会打开减速伞继续降低速度 ， 搜寻队员也已经发现了返回舱降落 ， 就会前往返回舱的着陆点附近等待搜救 。 在即将到达地面时 ， 返回舱就会启动反推发动机进一步将速度降下来 ， 着陆的速度下降到2米每秒 。 从拍摄到的画面 ， 我们可以看到返回舱在着陆前的一瞬间地面扬尘四起 。
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