根据中国载人航天办公室公布的消息，目前空间站核心舱组合体在轨运行状态良好，神舟十三号航天员有望在4月返回地面。

神舟十三号共搭载了三名航天员，分别是翟志刚、王亚平和叶光富，于2021年10月16日发射升空，按照4月顺利返回的时间表，三名航天员在空间站持续停留的时间达到了6个月。

关于神舟十三号返回任务，已经开始进行紧锣密鼓地准备工作，而返回区域，则选定在东风着陆场。

东风着陆场面积达2万平方公里，这么大的着陆区域，快速搜索并找到返回舱，是神舟十三号返回任务成功的关键。

地面人员如何快速锁定返回舱的着陆位置、着陆时间，并快速抵达着陆点的，我们不妨从返回舱的结构开始分析。

1、返回舱的结构设计严谨，是航天员返回的庇护所

空间站位于距地约400公里的太空，当返回舱返回地面时，需要经历高速、高温、高压等多种复杂环境，如何确保航天员返回时的安全，成为返回舱结构设计时考虑的重心。

密闭性好、防烧蚀、易散热是返回舱结构设计上的三个特点。

良好的密闭性，让返回舱在返回过程中，能与外界环境更好地隔绝，确保舱内的温度、湿度、气压、氧含量等保持正常水平。

当返回舱进入大气层后，会在摩擦力的作用下，产生高温，如果不能将这些热量尽快散发，就有让返回舱烧毁的风险。

为了提高返回舱的散热效率，在返回舱的表层，会涂有近500公斤的烧蚀材料。这些由石棉、玻璃等组成的复合材料，能在高温下快速融化、热解，从而带走返回舱表面产生的热量。

在多重保护措施下，返回舱在返回地面的过程中，内外是“冰火两重天”，这对材料、设计等方面有很高的要求。

不过，即便如此，为了确保航天员的安全，航天员在进入返回舱后，还是会穿上航天服，为航天员增加一个保护屏障。

2、返回舱着陆的过程，每个细节都不容忽视

当地面的工作人员和空间站中的航天员准备就绪之后，地面人员会下达返回舱返回的指令，而接下来的每个过程，都至关重要。

一般来说，返回舱从与空间站分离，到平安降落在地面，会经历制动离轨段、自由下降段、再入段、着陆段，共四个阶段。

返回舱在返回地面前，与空间站是一个组合体，因此返回舱在执行返回任务时，首先要实现与空间站的顺利分离。

返回舱从原有的飞行轨道，进入返回轨道的过程，就被称为制动离轨段。为了保证返回舱顺利到达返回轨道，同时不影响空间站继续在轨飞行，这个过程往往要经历多次姿态调整。

值得一提的是，返回舱与空间站分离时，并不是一个单独的个体，而是由推进舱和返回舱形成的组合体。

当返回舱和推进舱的组合体与空间站分离后，组合体会在推进舱的带领下，逐渐进入返回轨道。

推进舱此时除了提供动力，还会不断地进行角度修正，为返回舱建立正确的再入姿态角。

这个角度既不能太大，也不能太小。

如果角度太大，返回舱返回时的速度会很快，很可能会在大气层中完全烧毁；如果角度太小，返回舱将无法被地球的引力捕捉，会从大气层的边缘擦过，冲进太空，无法返回。

当推进舱帮助返回舱完成姿态调整后，会与返回舱完成分离，此时返回舱将在惯性和重力的作用下，逐渐从真空环境，进入大气层，这个阶段被称为再入段。

大气层的高度约为80-100千米，返回舱进入大气层后，空气会变得越来越稠密，返回舱的外表会与空气摩擦，并产生大量的热。

高温、高压、过载等复杂的环境，让返回舱此时会经历最为复杂的环境。在摩擦力的作用下，返回舱底部的温度，甚至能达到数千摄氏度。

更让人担心的是，返回舱在下降到一定高度时，返回舱将进入无线电“黑障区”，暂时性的与地面失去联系。

此时可以通过雷达和定位系统，锁定返回舱的大致位置。

当返回舱进入离地面约10公里时，大气层环境基本稳定，返回舱会先后拉出引导伞、减速伞和主伞，让返回舱下降的速度逐渐降低。

当返回舱距离地面约1米左右时，返回舱上的反推发动机会启动，从而实现返回舱的软着陆。

不难发现，返回舱从空间站，到返回地面，需要经历一个复杂的过程，整个过程需要地面、空间站和航天员的高度配合。

你以为返回舱顺利降落地面就结束了？其实还没有，接下来地面人员需要以尽可能快的速度，找到返回舱，并将航天员从返回舱中迎接出来。

在很多人的印象里，找到返回舱应该很容易，其实不然，在2万平方公里的着陆场，找到一个返回舱，无异于大海捞针。

3、返回舱的搜索，是对技术和管理的综合考验

按理来说，返回舱降落的位置，可以通过复杂的数学计算得到。但是，由于返回舱本身没有动力，几乎是依靠惯性和地球引力完成降落，所以这里就存在一些不可控因素。

例如，当降落伞打开后，在风的作用下，返回舱的移动方向就会发生变化。返回舱打开降落伞时，距离地面10公里，在高空轻微的方向偏移，就会对准确的着陆点产生很大影响。

为了保证返回舱着陆后，能尽快锁定准确地点，地面人员需要做很多准备工作。

就以东风着陆场为例，虽然面积很大，但地面的搜救人员，需要提前对每个地方进行勘探和记录，熟悉现场环境和坐标参数，确保执行任务时，能快速识别。

除此以外，地面工作人员还会进行专门的搜救训练，做到指挥有序、搜救有方，提高搜索返回舱的效率。

当返回舱的降落伞打开之后，在雷达和北斗定位系统的帮助下，能基本确定降落的大致区域。

此时地面的工作人员，会根据设备定位的指引，向可能降落的区域靠近。

由于东风着陆场荒无人员、风沙较多，如果遇到大风天气，能见度会比较差。除了地面人员的跟进，空中也会安排直升机，进行位置锁定和跟踪。

当直升机发现返回舱后，会报告准确位置，确认返回舱的姿态，同时向地面人员发出信号。

在卫星定位、空中搜索和地面人员的共同努力下，在返回舱降落的过程中，其位置会被提前锁定，此时返回舱返回任务的主要工作基本完成。

当返回舱平稳降落地面后，相关人员在确定了返回舱的整体姿态和航天员的状况后，会帮助航天员离开返回舱。

结语

不得不说，返回舱返回地面任务的整个过程，充满惊心动魄，每个过程，科研人员都需要提前进行精准的计算和演练，确保执行任务时万无一失。

值得一提的是，2022年将是中国航天科技发展的一个“决胜之年”，除了神舟十三号返回，还将顺次发射神舟十四号、神舟十五号，将首次出现两艘载人飞船同时停留空间站的壮观景象，实现实现6名航天员乘组在轨轮换任务。

按照计划，2022年还会组织实施空间站问天舱、梦天舱、货运补给等多次飞行任务，中国空间站的建设也将进入关键期。

最后，我们预祝3位航天员能顺利平安返回地球，正是因为他们的付出，才有了中国航天科技的快速发展。

当然，我们也应该向所有航天科技工作者致敬，航天科技探索充满挑战，真心地向他们说一声：辛苦了。