近日，神舟十六号载人飞船成功实施了再入返回任务，3名航天员已经平安返回地球家园，但是大众对此次返回任务还有很多不理解的问题，最具代表性的问题，就是返回舱在落地瞬间为什么连续翻滚了数圈？

神舟十六号返回舱着陆瞬间

有人说，这次落地看着很担心呢，滚动了好几圈，吓得赶紧关电视。也有人感叹，啥时候能四平八稳落下来啊？这冲击估计不小。

得益于载人航天工程的高度开放与自信，以及央视的大力支持，进入空间站阶段以来，神舟载人飞船的发射与返回均有了全程高清直播，大众才得以全方位感知祖国的载人航天成就，同时对载人航天事业的高风险性逐渐有了更为深刻的认知。

至于神舟十六号返回舱落地瞬间翻滚数圈没有所谓四平八稳着陆这件事，这其实就是一种“常态表现”。

截至目前，我们共发射了17艘神舟号飞船，其中包括5艘无人飞船（不要忘了神舟八号也是无人）与12艘载人飞船，除去正靠泊空间站的神舟十七号，总共实施了16艘飞船返回任务，其中仅有神舟六号与神舟十三号两艘飞船的返回舱是以直立姿态落地着陆，直立姿态的概率仅有12.5%，翻倒概率则是87.5%，至于连续翻滚这种现象也很常见，比如神舟九号也是如此，这是为什么呢？

神舟九号返回舱着陆

神舟载人飞船的再入返回任务其实与两年前天问一号登陆火星任务是异曲同工，两航天器都是为了将飞行速度降为零，并着陆星球表面，而且连减速的过程都是相似的，都由制动变轨段、气动减速段、降落伞减速段、动力减速段、着陆缓冲段几个阶段任务构成。

天问一号着陆巡视器降落伞减速

神舟飞船的推进舱好比是天问一号的环绕器，它们都会在制动变轨段发挥作用，神舟飞船的返回舱好比是天问一号的进入舱，它们都会在进入大气层阶段发挥作用。

神舟飞船是如何减速为零的？

经过第一次调姿与第二次调姿，轨道舱、返回舱、推进舱，先后两两分离，返回舱独自带着航天员返回地球，推进舱再入大气销毁，轨道舱过后也会再入大气销毁。

轨道舱与返回舱分离

推返组合体制动降轨

推进舱与返回舱即将分离

返回舱与推进舱分离后，调整配平攻角。

返回舱在145公里高度与推进舱分离后，开始调整配平攻角，将耐烧蚀性能最好的防热大底朝前，并利用气动外形进行减速与升力控制。返回舱最初将以7.8公里/秒的速度再入大气层，时速约2.8万公里，接近23马赫，要想安全着陆地球表面，就需要将这一速度降为零。

再入大气后很快就会进入黑障区（80公里至40公里高度），返回舱与地面的无线电通信中断，虽然我们经常强调黑障区的不利因素，但也不要忘了，黑障区恰恰是地球大气层赋予再入航天器的天然减速场，此阶段也是气动减速段，将近98%的减速量都将在此阶段完成。

返回舱进入黑障区

出黑障区后，返回舱的速度由7.8公里/秒减速至200米/秒，在距地面约10公里高度，返回舱弹出伞舱盖，引导伞拉出减速伞，减速伞稍后再拉出主伞，此为降落伞减速段，可以将200米/秒的速度减速至8米/秒。

减速伞拉出主伞

主伞以收口状态展开，旨在减小冲击。

主伞完全展开

之后，返回舱抛防热大底，露出反推发动机，主伞也由单点吊挂转为双点吊挂，此阶段还会排出返回舱的剩余推进剂。

当返回舱距离地面约1米左右高度时，伽马敏感器精确感知高度数据，并向反推发动机发送点火指令，最终返回舱以2米/秒的速度接地，接地后最后的着陆冲击能量还将由包裹式缓冲座椅吸收。

反推发动机点火

返回舱接地后，垂直速度已经降为零，但是由于着陆前返回舱还带着降落伞，而降落伞受风力的作用使得返回舱存在水平速度，加之反推发动机的作用力，很难保证返回舱以直立姿态着陆，这就大概率会出现翻滚，或被降落伞拉拽的现象。

杨利伟曾在《天地九重》书中这样回忆神舟五号着陆瞬间：飞船离地面1.2米，缓冲发动机点火。接着“嗵”的一下落地了。我感觉落地很重，飞船弹了起来，在它第二次落地时，我迅速按了切伞开关。后来证实，当时的风比较大，另外伞有很多地方破了，所以落地力量很大，但我切伞非常及时，只蹦了一下，离第一次落地大概几十米。落地后飞船倾倒了，我是头冲下，脚朝上，身体被压到座椅上，刚落地时连动也动不了。

神舟五号返回舱

此种着陆方式也被称为“有损着陆”，从神舟五号到神舟十六号，二十年间，虽然飞船经过多次技术迭代，但总体设计方案是不变的。

有人感慨，这种着陆方式是不是落后了，为什么外国飞船没有这样？

首先要指出的是，这种所谓的“落后”仍然是全球二百多个国家和地区可望而不可即的技术高峰。

另外，再看其它两个国家的飞船，联盟号系列飞船与神舟号系列飞船一样，皆为有损着陆，返回舱落地同样有弹跳、倾倒、翻转等现象。大洋彼岸的载人龙飞船，以及再往前追溯阿波罗飞船、双子星座飞船、水星号飞船，他们全部都是以海洋为着陆场，所以没有着陆陆地的缓冲问题。

俄联盟MS-22飞船返回舱接地瞬间

龙飞船不能在陆地着陆，只能在海上着陆。

这就涉及到陆地着陆与海上着陆的利弊权衡，二者之间没有绝对的优势与劣势，比如海上着陆，航天员虽然不会经历着陆陆地的弹跳、翻转、倾倒现象，但海上着陆后，身体本就虚弱的航天员还要在海水的涌浪中持续摇摆，同样难受，如果着陆位置偏差大，救援船只长时间不到位，航天员还要爬出返回舱在孤立无援的海水中等待。

比“有损着陆”更高级的自然是“无损着陆”，我国早在三年前就已经掌握了这一技术能力，那一年，新一代载人飞船试验船搭乘CZ-5B火箭首飞班车，成功进行了首飞任务。

三年前执行首飞任务的新一代载人飞船试验船

该型飞船综合技术指标达到了世界领先水平，在首飞任务中，飞船入轨后通过自主变轨爬升至约8000公里高度，远比其它飞船的三四百公里轨道高得多，是继上世纪阿波罗载人登月之后，服务载人航天用途的飞船首次抵达如此高的轨道高度，飞这么高是为了什么？

自主变轨示意图

新一代载人飞船试验船舱外监视相机画面

为了检验新飞船抵御近第二宇宙速度再入大气层的热流烧蚀防热能力，这是为载人登月任务准备的新飞船。实践表明，新飞船返回舱应用的新一代轻质碳基微烧蚀防热材料完全能够满足载人登月任务需求，在这一新材料的支持下，返回舱可以在同等重量水平下，实现内部容积的最大化，其13立方米的内部空间是当今世界各型飞船之首。

新一代载人飞船试验船返回舱舱内，尚未安装载人环境支持系统。

与之对比，SpaceX公司的载人龙飞船的内部容积是9.3立方米，我们新飞船有更大的内部容积空间，航天员的在轨飞行环境就可以更友好，新飞船返回舱里甚至可以配置独立的卫生间，以及就餐娱乐区。

我国新一代载人飞船返回舱内饰效果图

新飞船返回舱的重量达到了7吨级，比神舟飞船返回舱的3吨级足足重了一倍，这么重的返回舱即便是神舟飞船返回舱应用的全球最大的1200平米主伞也难以胜任它的降落伞减速任务，新飞船采用了群伞减速方案，主伞由3个降落伞组成，单伞面积760平米，总面积2280平米，三伞互为备份，任何一个降落伞失效，都可以确保航天员的安全无虞。

群伞减速

新一代载人飞船试验船的着陆精度相当高，用张柏楠总师的话说，就是10.8环，是超出预期的成绩，比神舟飞船高出了一个数量级。为什么这么高？

直接落在理论瞄准点

首先得益于飞船自主导航数据的精准，再就是应用了一项独门绝技——自适应预测校正制导技术，这项技术国外还没有应用，此项技术不仅助力新一代载人飞船的研发，而且在嫦娥五号月球采样返回、天问一号着陆火星等任务中皆实现了工程应用，创造了一个又一个的精度纪录。

通常而言，因为风力的作用，飞船型返回舱的着陆精度受无控降落伞的影响很大，但并不是毫无办法，首先可以根据气象预报，算出最佳开伞点，能否在开伞点准确开伞，决定了返回舱的着陆精度。

新一代载人飞船在自适应预测校正制导技术的帮助下，可以实时预报返回舱飞到终点时的误差，同时根据误差调整飞行轨迹，直至飞抵开伞点，具有智能化程度高、应对复杂情况能力强、控制平稳、精度更高等诸多优势性能。

新一代载人飞船试验船开伞点开伞

这是一项穷二十年之功的新技术，难度极大。首先要克服各种偏差，比如返回舱的初始位置偏差、速度偏差、姿态偏差、气动力系数偏差、发动机推力偏差、返回舱质量偏差、大气密度偏差等一系列偏差，然后要在350秒的时间里实时正确解算，再就是飞船形返回舱航向调整能力弱，在诸多限制因素下实现高精度着陆。

最能体现新一代载人飞船试验船无损着陆技术的配置就是“缓冲气囊”，其返回舱底部没有配置像神舟飞船返回舱那样“暴力”的反推火箭，而是配置6个大型缓冲气囊，具有更优异的大载荷适应能力，安全性更高。

缓冲气囊效果图

新一代载人飞船试验船返回舱以直立姿态平稳着陆

气囊缓冲试验

气囊缓冲可以根据着陆地形决定哪些气囊先放气，哪些气囊后放气，进而实现以直立姿态无损稳定着陆，而且接地瞬间降落伞可以自动切伞，返回舱不会在风力的作用下被降落伞拽着跑。

基于无损着陆，新一代载人飞船具备了重复使用功能，返回舱内部的高价值载荷不至于像神舟飞船有损着陆那样在着陆时摔坏。

新一代载人飞船不仅能够在陆地着陆，也可以在海洋、江河等水体上着陆，是陆海兼备，可以更加灵活地选择着陆场。

经历首飞任务之后，新一代载人飞船目前正在持续优化改进，该飞船将首先服务于载人登月任务，同时也在研发服务近地轨道空间站的近地版新飞船，可以搭载7名航天员，比神舟飞船多一倍有余，可以更好地适应未来空间站扩容后的航天员天地往返运输任务。