神州二十号飞船返回任务推迟以来,已有6天。
很多人在挂念航天员是否平安,飞船能否继续执行返回任务,心里却也有疑问:一次看起来很简单的回家旅程,咋弄得如此谨慎,甚至需要推迟?

事实上,飞船的返回不像是飞机落地那样平常,而是需要一步步跨越一道道坎。
神州二十号的返回推迟,是中国航天对这种风险的最高敬畏的体现,也给我们上了一堂生动的航天安全课。

归途漫漫,险关重重:飞船返回的“三重门”。
我们先来了解一下飞船返回之路到底要闯哪些道“关卡”吧。
第一关,就是考验航天员的时机把控,选择“刹车”时机。这个时机的选择,必须恰到好处,否则就是失之毫厘谬以千里。
飞船返回时,首先要脱离环绕地球的轨道,这个脱离过程并不是简单的调转飞船船头那么简单,而是对时机、角度、力度都很有难度的一次“踩刹车”。
飞船必须在走到地球表面预定降落区的特定位置时候,才能启动制动发动机。但这个时机在高速运转的神州二十号上,稍纵即逝。这其实就是新闻中常常听到的“时间窗口”。一旦错过时间窗口,飞船就可能再也无法进入预定返回轨道。

在制动发动机点火的时候,飞船的飞行方向要与特定降落位置的水平线形成一个夹角,这就是再入角。这个角度一般被限制在1到2度以内。
如果角度大于2度,飞船就有可能被稠密的大气层弹回太空,无法正常返回。如果角度小于1度,那么飞船则会以陡峭的路径高速冲入大气层。这种角度选择会导致于空气摩擦产生的热量急剧增加,飞船再入大气层时候会承受放热系统的承受极限,最终飞船会被烧透在再入大气层的过程中。
因此,脱离轨道这一“脚刹车”,踩踏的时机和力度,必须经过超级计算机的反复模拟和校验,容不得半点偏差。

第二关,就是穿越大气层时候的“火炼”考验。
成功脱离轨道后,飞船将进入大气层。这是整个返回过程中最惊心动魄的阶段。
载人飞船以每秒近8公里的速度坠入大气层,巨大的动能转化为于大气摩擦时候的热能。在返回舱周边,能产生高达数千摄氏度的等离子气体层,将返回舱彻底包裹,使其如同一个熊熊燃烧的火球。这就是曾有航天员戏称的“坐进了太上老君的炼丹炉”的感受。
就在飞船“火炼”的同时,地面也因为飞船被“烈火”包围后,炙热的等离子体吸收和反射掉了电磁波,地面失去了和飞船的无线电通讯,这个过程就是通过“黑障区”。这时候地面下达不了任何上行指令给飞船。航天员只能自主控制来穿越黑障区。
应对这“烈火焚身”的考验,神州飞船返回舱底部坚实的防热大底派上了用场。这层特殊材料通过自身燃烧、分解、剥落,能带走巨额热量,确保舱内温度维持在航天员可承受的范围内。所以这次太空碎片撞击后的检查中,防热大底的结构完整性、烧蚀均匀性,都是检查的重点,这些都直接关系到航天员的生命安全。

“降落”精度——从超级速度到温柔触地。
神州飞船穿越大气层之后,速度降到亚音速,高速降到约有10公里时候,就开始执行降速了。
首先,引导伞拉出减速伞,初步降低速度;接着,巨大的主降落伞必须确保在超音速流中稳定打开,主伞的顺利展开,能将返回舱的速度从上百米每秒骤降至每秒数米。
在距离地面约1米时,返回舱底部的伽马高度计发出信号,点燃反推发动机,给返回舱一个向上的推力,实现最终着陆的“软接触”。
这套降落伞和反推组合,必须配合准确,否则就是硬着地的事故现场。

“推迟回家”的背后。
像是推迟返回,神州十九号的时候我们经历过一次,那次是因为与着陆场的天气有关,但实际上,能让飞船“推迟回家”的因素远不止于此。
正常情况下,飞船在轨长期驻留时,一些传感器传回的数据,都存在细微波动;如果某发动机阀门,响应的曲线和预期有毫秒级别的差异;这次返回过程中,最关键的放热大底,在经过太空极端环境下,是不是性能有所下降?需要微调?
这些“疑点”在地面专家看来,都是必须查清的重大隐患。

这就是新闻稿提到的“全面进行仿真分析和试验及安全性评估”,其核心目的就是为了复现并研判这些微小异常在极端返回工况下是否会被放大,从而构成不可接受的风险。
再有就是近期太阳活动加剧,地磁暴进入频发周期。这都会导致大气密度发生变化。而这些微笑的影响,都会影响到再入大气层的神州飞船,进而影响到气动特性和实际飞行轨迹,影响最终的着陆精度,甚至影响黑障区的特性。

所以,在最终执行神州二十号返回任务前,飞船的任何部分,都必须被判定为“最佳状态”。
如果地面判读认为某个产品需要更充分的数据来确认其状态,那么等待和复核就是唯一的选择。
没有任何一次太空任务是可以掉以轻心的。每一次成功返回的背后,都是对无数细节的极致追求和对客观规律的绝对尊重。
我们等待的,不是某一个日期,而是英雄们百分之百安全的凯旋。