近日，神舟十六號載人飛船成功實施了再入返回任務，3名航天員已經平安返回地球家園，但是大眾對此次返回任務還有很多不理解的問題，最具代表性的問題，就是返回艙在落地瞬間為什么連續翻滾了數圈？

有人說，這次落地看著很擔心呢，滾動了好幾圈，嚇得趕緊關電視。也有人感嘆，啥時候能四平八穩落下來啊？這沖擊估計不小。

得益于載人航天工程的高度開放與自信，以及央視的大力支持，進入空間站階段以來，神舟載人飛船的發射與返回均有了全程高清直播，大眾才得以全方位感知祖國的載人航天成就，同時對載人航天事業的高風險性逐漸有了更為深刻的認知。

至于神舟十六號返回艙落地瞬間翻滾數圈沒有所謂四平八穩著陸這件事，這其實就是一種“常態表現”。

截至目前，我們共發射了17艘神舟號飛船，其中包括5艘無人飛船（不要忘了神舟八號也是無人）與12艘載人飛船，除去正靠泊空間站的神舟十七號，總共實施了16艘飛船返回任務，其中僅有神舟六號與神舟十三號兩艘飛船的返回艙是以直立姿態落地著陸，直立姿態的概率僅有12.5%，翻倒概率則是87.5%，至于連續翻滾這種現象也很常見，比如神舟九號也是如此，這是為什么呢？

神舟載人飛船的再入返回任務其實與兩年前的天問一號登陸火星任務是異曲同工，兩航天器都是為了將飛行速度降為零，并著陸星球表面，而且連減速的過程都是相似的，都由制動變軌段、氣動減速段、降落傘減速段、動力減速段、著陸緩沖段幾個階段任務構成。

神舟飛船的推進艙好比是天問一號的環繞器，它們都會在制動變軌段發揮作用，神舟飛船的返回艙好比是天問一號的進入艙，它們都會在進入大氣層階段發揮作用。

神舟飛船是如何減速為零的？

經過第一次調姿與第二次調姿，軌道艙、返回艙、推進艙，先后兩兩分離，返回艙獨自帶著航天員返回地球，推進艙再入大氣銷毀，軌道艙過后也會再入大氣銷毀。

返回艙在145公里高度與推進艙分離后，開始調整配平攻角，將耐燒蝕性能最好的防熱大底朝前，并利用氣動外形進行減速與升力控制。返回艙最初將以7.8公里/秒的速度再入大氣層，時速約2.8萬公里，接近23馬赫，要想安全著陸地球表面，就需要將這一速度降為零。

再入大氣后很快就會進入黑障區（80公里至40公里高度），返回艙與地面的無線電通信中斷，雖然我們經常強調黑障區的不利因素，但也不要忘了，黑障區恰恰是地球大氣層賦予再入航天器的天然減速場，此階段也是氣動減速段，將近98%的減速量都將在此階段完成。

出黑障區后，返回艙的速度由7.8公里/秒減速至200米/秒，在距地面約10公里高度，返回艙彈出傘艙蓋，引導傘拉出減速傘，減速傘稍后再拉出主傘，此為降落傘減速段，可以將200米/秒的速度減速至8米/秒。

之后，返回艙拋防熱大底，露出反推發動機，主傘也由單點吊掛轉為雙點吊掛，此階段還會排出返回艙的剩余推進劑。

當返回艙距離地面約1米左右高度時，伽馬敏感器精確感知高度數據，并向反推發動機發送點火指令，最終返回艙以2米/秒的速度接地，接地后最后的著陸沖擊能量還將由包裹式緩沖座椅吸收。

返回艙接地后，垂直速度已經降為零，但是由于著陸前返回艙還帶著降落傘，而降落傘受風力的作用使得返回艙存在水平速度，加之反推發動機的作用力，很難保證返回艙以直立姿態著陸，這就大概率會出現翻滾，或被降落傘拉拽的現象。

楊利偉曾在《天地九重》書中這樣回憶神舟五號著陸瞬間：飛船離地面1.2米，緩沖發動機點火。接著“嗵”的一下落地了。我感覺落地很重，飛船彈了起來，在它第二次落地時，我迅速按了切傘開關。后來證實，當時的風比較大，另外傘有很多地方破了，所以落地力量很大，但我切傘非常及時，只蹦了一下，離第一次落地大概幾十米。落地后飛船傾倒了，我是頭沖下，腳朝上，身體被壓到座椅上，剛落地時連動也動不了。

此種著陸方式也被稱為“有損著陸”，從神舟五號到神舟十六號，二十年間，雖然飛船經過多次技術迭代，但總體設計方案是不變的。

有人感慨，這種著陸方式是不是落后了，為什么外國飛船沒有這樣？

首先要指出的是，這種所謂的“落后”仍然是全球二百多個國家和地區可望而不可即的技術高峰。

另外，再看其它兩個國家的飛船，聯盟號系列飛船與神舟號系列飛船一樣，皆為有損著陸，返回艙落地同樣有彈跳、傾倒、翻轉等現象。大洋彼岸的載人龍飛船，以及再往前追溯阿波羅飛船、雙子星座飛船、水星號飛船，他們全部都是以海洋為著陸場，所以沒有著陸陸地的緩沖問題。

這就涉及到陸地著陸與海上著陸的利弊權衡，二者之間沒有絕對的優勢與劣勢，比如海上著陸，航天員雖然不會經歷著陸陸地的彈跳、翻轉、傾倒現象，但海上著陸后，身體本就虛弱的航天員還要在海水的涌浪中持續搖擺，同樣難受，如果著陸位置偏差大，救援船只長時間不到位，航天員還要爬出返回艙在孤立無援的海水中等待。

比“有損著陸”更高級的自然是“無損著陸”，我國早在三年前就已經掌握了這一技術能力，那一年，新一代載人飛船試驗船搭乘CZ-5B火箭首飛班車，成功進行了首飛任務。

該型飛船綜合技術指標達到了世界領先水平，在首飛任務中，飛船入軌后通過自主變軌爬升至約8000公里高度，遠比其它飛船的三四百公里軌道高得多，是繼上世紀阿波羅載人登月之后，服務載人航天用途的飛船首次抵達如此高的軌道高度，飛這么高是為了什么？

為了檢驗新飛船抵御近第二宇宙速度再入大氣層的熱流燒蝕防熱能力，這是為載人登月任務準備的新飛船。實踐表明，新飛船返回艙應用的新一代輕質碳基微燒蝕防熱材料完全能夠滿足載人登月任務需求，在這一新材料的支持下，返回艙可以在同等重量水平下，實現內部容積的最大化，其13立方米的內部空間是當今世界各型飛船之首。

與之對比，SpaceX公司的載人龍飛船的內部容積是9.3立方米，我們新飛船有更大的內部容積空間，航天員的在軌飛行環境就可以更友好，新飛船返回艙里甚至可以配置獨立的衛生間，以及就餐娛樂區。

新飛船返回艙的重量達到了7噸級，比神舟飛船返回艙的3噸級足足重了一倍，這么重的返回艙即便是神舟飛船返回艙應用的全球最大的1200平米主傘也難以勝任它的降落傘減速任務，新飛船采用了群傘減速方案，主傘由3個降落傘組成，單傘面積760平米，總面積2280平米，三傘互為備份，任何一個降落傘失效，都可以確保航天員的安全無虞。

新一代載人飛船試驗船的著陸精度相當高，用張柏楠總師的話說，就是10.8環，是超出預期的成績，比神舟飛船高出了一個數量級。為什么這么高？

首先得益于飛船自主導航數據的精準，再就是應用了一項獨門絕技——自適應預測校正制導技術，這項技術國外還沒有應用，此項技術不僅助力新一代載人飛船的研發，而且在嫦娥五號月球采樣返回、天問一號著陸火星等任務中皆實現了工程應用，創造了一個又一個的精度紀錄。

通常而言，因為風力的作用，飛船型返回艙的著陸精度受無控降落傘的影響很大，但并不是毫無辦法，首先可以根據氣象預報，算出最佳開傘點，能否在開傘點準確開傘，決定了返回艙的著陸精度。

新一代載人飛船在自適應預測校正制導技術的幫助下，可以實時預報返回艙飛到終點時的誤差，同時根據誤差調整飛行軌跡，直至飛抵開傘點，具有智能化程度高、應對復雜情況能力強、控制平穩、精度更高等諸多優勢性能。

這是一項窮二十年之功的新技術，難度極大。首先要克服各種偏差，比如返回艙的初始位置偏差、速度偏差、姿態偏差、氣動力系數偏差、發動機推力偏差、返回艙質量偏差、大氣密度偏差等一系列偏差，然后要在350秒的時間里實時正確解算，再就是飛船形返回艙航向調整能力弱，在諸多限制因素下實現高精度著陸。

最能體現新一代載人飛船試驗船無損著陸技術的配置就是“緩沖氣囊”，其返回艙底部沒有配置像神舟飛船返回艙那樣“暴力”的反推火箭，而是配置6個大型緩沖氣囊，具有更優異的大載荷適應能力，安全性更高。

氣囊緩沖可以根據著陸地形決定哪些氣囊先放氣，哪些氣囊后放氣，進而實現以直立姿態無損穩定著陸，而且接地瞬間降落傘可以自動切傘，返回艙不會在風力的作用下被降落傘拽著跑。

基于無損著陸，新一代載人飛船具備了重復使用功能，返回艙內部的高價值載荷不至于像神舟飛船有損著陸那樣在著陸時摔壞。

新一代載人飛船不僅能夠在陸地著陸，也可以在海洋、江河等水體上著陸，是陸海兼備，可以更加靈活地選擇著陸場。

經歷首飛任務之后，新一代載人飛船目前正在持續優化改進，該飛船將首先服務于載人登月任務，同時也在研發服務近地軌道空間站的近地版新飛船，可以搭載7名航天員，比神舟飛船多一倍有余，可以更好地適應未來空間站擴容后的航天員天地往返運輸任務。