根據(jù)空域關(guān)閉的信息，神舟十四號(hào)載人飛船返回預(yù)定著陸區(qū)和備選著陸區(qū)都已經(jīng)確定，預(yù)定著陸區(qū)為東風(fēng)著陸場(chǎng)，就在酒泉發(fā)射中心附近，備用著陸場(chǎng)則在敦煌西部，就在羅布泊隔壁。兩個(gè)著陸區(qū)為何會(huì)那么遠(yuǎn)？另外飛船著陸前將會(huì)在大西洋異常區(qū)上空制動(dòng)離軌，這里地磁異常，飛船經(jīng)過(guò)這里會(huì)有危險(xiǎn)嗎？

主副著陸場(chǎng)，為何會(huì)相隔那么遠(yuǎn)？

據(jù)空域關(guān)閉的信息，主著陸場(chǎng)降落的時(shí)間為12月4日19:52-20:22。備選著陸區(qū)為21:22-21:52。主著陸場(chǎng)位于酒泉附近的東風(fēng)著陸場(chǎng)，這是一塊大約為2萬(wàn)平方公里的區(qū)域，當(dāng)然搜索肯定不可能會(huì)有那么大的面積分布，據(jù)微博巨佬VONY7發(fā)布的神舟十二號(hào)和十三號(hào)著陸點(diǎn)位于酒泉西北方向約80千米處，備選著陸場(chǎng)則在酒泉發(fā)射場(chǎng)西部的敦煌市，如下圖：

圖源：VONY7，原圖未標(biāo)記

這里有兩個(gè)讓大家非常好奇的問(wèn)題，第一個(gè)是以前的神舟飛船返回都是位于四子王旗著陸場(chǎng)，為什么現(xiàn)在空間站開始建造后著陸場(chǎng)就搬到了東風(fēng)著陸場(chǎng)，為什么會(huì)有那么大轉(zhuǎn)變，究竟是為什么呢？

答案是方便搜救！因?yàn)樵谳d人航天的早期，飛船都是幾年才發(fā)射一艘，無(wú)論在哪搜救其實(shí)都差不多，當(dāng)然飛船返回地最好是人煙荒蕪之地，四子王旗比較合適，東風(fēng)著陸場(chǎng)也合適，不過(guò)近些年來(lái)四子王旗人口密度有所增加，這是其一。

其二則是空間站時(shí)期一年至少發(fā)射兩次載人飛船，還有兩次飛船降落，也就是說(shuō)必須搜救兩次，密度比之前大大增加，另外一個(gè)原因則是天宮空間站航天員可能會(huì)隨時(shí)因?yàn)樘厥馇榫o急況撤離空間站，也就是說(shuō)地面會(huì)有常備搜救，那么背靠酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，常備搜救隊(duì)伍的后勤條件顯然也是最好的。

第二個(gè)則是為何副著陸場(chǎng)會(huì)跑到敦煌地區(qū)，甚至還接近羅布泊？提早降落或者延遲降落不是在傾角42度左右的星下點(diǎn)軌跡上嗎？

答案如果瞄準(zhǔn)點(diǎn)超出主著陸場(chǎng)區(qū)域，估計(jì)就出大事了，那根本就不是什么所謂的副著陸場(chǎng)，而是事故?。槭裁磿?huì)是事故，下文會(huì)簡(jiǎn)單介紹）副著陸場(chǎng)是星下點(diǎn)在主著陸場(chǎng)的那一圈因故未能降落，而順延到下一圈，神舟十四號(hào)飛船繞地球一圈大約是一個(gè)半小時(shí)。

所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)著陸場(chǎng)的著陸時(shí)間相隔就是90分鐘左右，而距離則是飛船的星下點(diǎn)在1個(gè)半小時(shí)內(nèi)陸球的北緯40度左右轉(zhuǎn)過(guò)的距離，兩個(gè)著陸區(qū)大約相隔500千米左右。

大西洋磁異常區(qū)制動(dòng)離軌，究竟會(huì)有危險(xiǎn)嗎？

推特上一位大佬Seger YU@SegerYu發(fā)布了一張神舟十四號(hào)返回地面的星下點(diǎn)軌跡圖，非常詳細(xì)的標(biāo)注出了神舟十四號(hào)調(diào)姿與減速以及軌返分離的區(qū)域，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)區(qū)域正好位于南大西洋磁異常區(qū)上空，據(jù)說(shuō)這里太空百慕大，神舟十四號(hào)在這里返回，會(huì)有危險(xiǎn)嗎？

太空百慕大？日本“瞳”衛(wèi)星解體罪魁禍?zhǔn)?/p>

“瞳”衛(wèi)星是日本在2016年2月17日發(fā)射的一顆X射線波段的天文觀測(cè)衛(wèi)星，入軌后僅僅觀測(cè)了一個(gè)月就因?yàn)樽藨B(tài)失控并解體，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有觀測(cè)到有太空垃圾與其相撞，神秘事故一度無(wú)法解釋，最后日本工程師分析后才發(fā)現(xiàn)是衛(wèi)星在解體前發(fā)生了瘋狂旋轉(zhuǎn)事件。

日本X射線“瞳”衛(wèi)星

進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)是姿態(tài)控制系統(tǒng)出錯(cuò)，突然遭遇了強(qiáng)大的注入性信號(hào)，分析后認(rèn)為可能是遭遇了太陽(yáng)風(fēng)中的帶電粒子流的轟擊，控制系統(tǒng)CPU被擊穿，因?yàn)槭Э貢r(shí)衛(wèi)星正好處在南大西洋磁異常區(qū)上空，這里磁場(chǎng)比地球的其它地區(qū)要弱得多，因此在這個(gè)位置的兜住太陽(yáng)風(fēng)中大量帶電粒子流的范艾倫輻射帶會(huì)低至地面約200千米的太空。

范艾倫輻射帶

“瞳”衛(wèi)星軌道近地點(diǎn)為581.10 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)為559.85 km，傾角為31.01°，每天都會(huì)經(jīng)過(guò)這片區(qū)域，可能是因?yàn)閹щ娏Ｗ恿魈貏e強(qiáng)，或者是屏蔽沒(méi)有達(dá)標(biāo)，反正是直接腦死亡了，而且之后還進(jìn)入失控的瘋狂旋轉(zhuǎn)最終導(dǎo)致解體。

神舟十四號(hào)經(jīng)過(guò)該地，有風(fēng)險(xiǎn)嗎？

答案是有的，因?yàn)樯裰埏w船也是一艘攜帶了大量電子設(shè)備的飛船，遭遇強(qiáng)大帶電粒子流同樣存在風(fēng)險(xiǎn)！不過(guò)載人飛船的“防帶電粒子撞擊加固”的屏蔽罩要求會(huì)比衛(wèi)星高得多，因此神舟十四號(hào)飛船經(jīng)過(guò)此地即使遭遇帶電粒子流轟擊也不會(huì)有太大的問(wèn)題。

當(dāng)然更重要的是由于我國(guó)地理位置比較特殊，飛船返回不是在四子王旗著陸場(chǎng)就是在東風(fēng)著陸場(chǎng)，每次都會(huì)在大西洋磁異常區(qū)上空減速離軌，從神舟五號(hào)開始到神舟十三號(hào)已經(jīng)9次嚴(yán)峻的考驗(yàn)，早已輕車熟路，肯定沒(méi)有問(wèn)題哈！

神舟神舟十四號(hào)飛船返回地球，會(huì)經(jīng)歷那幾個(gè)過(guò)程？

以前飛船都是標(biāo)準(zhǔn)返回模式，現(xiàn)在則是快速返回模式，兩者有什么區(qū)別呢？時(shí)間不一樣，比如2021年9月16日的神舟十二號(hào)返回時(shí)是上午8時(shí)56分脫離天宮空間站的，但一直到9月17日13時(shí)34分才著陸于阿拉善盟額濟(jì)納旗賽漢陶來(lái)蘇木東風(fēng)著陸場(chǎng)。

差不多一天多點(diǎn)時(shí)間，這飛船干嗎了呢？變軌調(diào)整相位，讓星下點(diǎn)經(jīng)過(guò)著陸場(chǎng)上空，這一天多時(shí)間就用來(lái)干這個(gè)了。而快速返回模式則是計(jì)算好星下點(diǎn)的位置后，提早2~3圈脫離空間站，然后在這短短數(shù)小時(shí)內(nèi)調(diào)整飛船姿態(tài)，使之返回地球。

此前的神舟飛船無(wú)法做到快速調(diào)整，而神舟十二號(hào)飛船則對(duì)返回軌道做了適應(yīng)性設(shè)計(jì)，有比較大的可調(diào)范圍，在神舟十二號(hào)返回時(shí)就做了部分測(cè)試，確認(rèn)這套可調(diào)高度范圍的設(shè)計(jì)沒(méi)有問(wèn)題，因此到了神舟十三號(hào)就可以直接快速返回了，其分離和著陸時(shí)間如下：

• 2022年4月16日0時(shí)44分，神舟十三號(hào)飛船與天宮空間站分離；

• 2022年4月16日9時(shí)56分，神舟十三號(hào)飛船著陸于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟額濟(jì)納旗賽漢陶來(lái)蘇木東風(fēng)著陸場(chǎng)；

總時(shí)間9小時(shí)不到，雖然沒(méi)有達(dá)到聯(lián)盟號(hào)3小時(shí)的水準(zhǔn)，不過(guò)這是第一次快速返回，比以前一天那是要好多了，否則航天員還得在飛船內(nèi)呆一天多，實(shí)在是憋屈，因此不用懷疑，神舟十四用的肯定是快速返回模式。

返回著陸：飛船會(huì)經(jīng)歷怎樣的過(guò)程？

飛船在近地軌道上繞地球公轉(zhuǎn)的速度大約是7.8千米/秒，而繞地運(yùn)動(dòng)大是一個(gè)橢圓，從太空返回地球有幾個(gè)要求：

• 1、過(guò)載不能超出人體極限；

• 2、著陸軌跡的末端必須要在著陸區(qū)；

• 3、飛船速度必須在防熱大底的承受范圍內(nèi)；

• 4、備用著陸區(qū)選擇；

根據(jù)飛船的過(guò)載與飛船的技術(shù)參數(shù)，科學(xué)家計(jì)算出了一條下降的軌跡，角度大約在1.5°~1.7°左右，如果角度太大，減速過(guò)載太快，估計(jì)會(huì)超出航天員承受極限而出現(xiàn)意外，如果角度太小，那就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出著陸地，甚至被“彈回”太空。

由于返回角度沒(méi)控制號(hào)而落到著陸區(qū)以外的事件還真發(fā)生過(guò)，1965年3月19日，上升2號(hào)從近地點(diǎn)167千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)475千米，傾角64.8°的近地軌道返回時(shí)，由于宇航員操作返回控制設(shè)備時(shí)未能及時(shí)回到自己的座位，結(jié)果飛船重心偏離了設(shè)計(jì)重心，導(dǎo)致返回艙著陸點(diǎn)偏離原定地點(diǎn)386千米，搜救小隊(duì)三天后才將在西伯利亞冰天雪地里凍得瑟瑟發(fā)抖的兩位宇航員找到。

上升二號(hào)著陸軌跡

返回制動(dòng)：發(fā)生在上萬(wàn)千米外

根據(jù)計(jì)算下降軌道的傾角，大致可以計(jì)算出減速點(diǎn)至少也要在1.3萬(wàn)千米外，按@SegerYu大神給出的下降軌跡圖，筆者測(cè)量了下距離大約為1.59萬(wàn)千米，如下圖：

從制動(dòng)開始，整個(gè)返回之旅就開始了，之后將會(huì)經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，整個(gè)飛行過(guò)程動(dòng)作如下圖所示：

飛船分為軌道艙、推進(jìn)艙、返回艙三個(gè)節(jié)點(diǎn)，與天宮空間站分離后會(huì)一直運(yùn)行，但在減速前會(huì)首先在調(diào)姿后將軌道艙分離，一般叫做軌返分離，這是第一步，之后將進(jìn)入返回過(guò)程，入上圖所示被分解成了24個(gè)節(jié)點(diǎn)，但其中有5個(gè)節(jié)點(diǎn)是最關(guān)鍵的，基本過(guò)程大致如下：

1、飛船減速制動(dòng)：將推進(jìn)艙朝前，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，飛船速度降低，此時(shí)飛船將會(huì)進(jìn)入一條新的軌道，這條軌道的末端就是降落點(diǎn)，減速后飛船會(huì)進(jìn)入自由滑行狀態(tài)；

分離軌道艙

2、飛船推返分離：等到約140~145千米高度時(shí)拋掉推進(jìn)艙，此時(shí)位置大約在伊朗上空，之后飛船調(diào)整重心，保持一定的角度，建立返回姿態(tài)，這個(gè)在大氣層中將會(huì)產(chǎn)生一些升力，保持下降軌跡；

分離推進(jìn)艙

3、大約從90千米高度進(jìn)入大氣層，飛船抗燒蝕大底在高超音速激波的作用下會(huì)產(chǎn)生高溫，形成所謂的黑障，大約在30~40千米高度時(shí)由于速度下降，飛船出黑障；

4、在10千米高度的時(shí)候，分別打開引導(dǎo)傘拉出減速傘，最后完全開傘，將飛船速度降至10米/秒以下；

5、距離地面高度約1米時(shí)開啟著陸反推發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)軟著陸；

中科院物理所在2022年4月29日發(fā)表了一篇文章介紹返回過(guò)程中的過(guò)載問(wèn)題，整個(gè)過(guò)程中有幾個(gè)點(diǎn)是航天員承受過(guò)載比較大的：

• 1、氣動(dòng)減速過(guò)程（過(guò)載時(shí)間很長(zhǎng)），彈道式返回過(guò)載10g，半彈道式為3~4g（神舟飛船為3.22g），航天員在10g的過(guò)載下也已經(jīng)到了生理極限，因此目前飛船返回都是半彈道式，飛船調(diào)整重心有一點(diǎn)升力，不僅更舒適，也便于控制落點(diǎn)。

• 2、開傘時(shí)沖擊過(guò)載，一般開傘沖擊會(huì)在3.5g~5g之間，大部分人都可以承受；

• 3、著陸減速?zèng)_擊，返回艙減速過(guò)載在20~50g，但艙內(nèi)座椅與飛船底部的緩沖結(jié)構(gòu)作用下，航天員受到的沖擊在10g左右（時(shí)間很短）

延伸閱讀：返回過(guò)程的測(cè)控

飛機(jī)降落時(shí)只要飛行員控制著陸過(guò)程就完事了，但飛船卻不是這樣，因?yàn)轱w船在整個(gè)過(guò)程中對(duì)自身位置感知以及控制會(huì)存在一定的局限性，因此需要地面以及太空中的中繼衛(wèi)星輔助來(lái)完成，無(wú)論落點(diǎn)在四子王旗著陸場(chǎng)還是東風(fēng)著陸場(chǎng)，其制動(dòng)返回都是在南大西洋上空。

然后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的測(cè)控點(diǎn)都是沿著這條路建設(shè)布局的，另外還有天鏈中繼衛(wèi)星，整個(gè)測(cè)控站布置如下：

• 1、阿根廷內(nèi)烏肯深空測(cè)控站；

• 2、納米比亞深空測(cè)控站；

• 3、巴基斯塔卡拉奇測(cè)控站；

之后就進(jìn)入新疆喀什測(cè)控范圍內(nèi)了，如果各位在返回過(guò)程中聽到喀什測(cè)控站捕獲目標(biāo)，那么飛船已經(jīng)基本進(jìn)入祖國(guó)境內(nèi)了，此時(shí)也將是黑障階段，紅外光電跟蹤會(huì)看到飛船在空中留下一條白亮的痕跡。

之后就是搜救大隊(duì)捕獲目標(biāo)了，此時(shí)軌跡的終點(diǎn)精度大致已經(jīng)可以計(jì)算出來(lái)了，搜救大隊(duì)會(huì)準(zhǔn)備出發(fā)到預(yù)定區(qū)域，然后......安全降落，歡迎出差了6個(gè)月的航天員回到地球。