宇宙飛船的返地過程大致分為5步.但因?qū)嶋H情況的不同以及科技的進(jìn)步,實(shí)際步驟也會(huì)有所不同的.需要的時(shí)間是無法確定的,因?yàn)椴荒艽_定何時(shí)算開始返地.
飛船返回地面時(shí),因?yàn)樗娘w行速度遠(yuǎn)比普通飛機(jī)快得多,而且它又要從外太空穿過地球的整個(gè)大氣層,所以它的返航過程非常復(fù)雜,要求有十分精確的技術(shù).
1.宇航員收到地面指揮中心決定返航的指令后,就會(huì)調(diào)整飛船的飛行參數(shù),并啟動(dòng)與飛船飛行方向相反的制動(dòng)火箭,來減低飛船的飛行速度.這樣,飛船就會(huì)脫離原來的飛行軌道,逐漸過渡到進(jìn)入大氣的軌道.
2.飛船返回地面的“再入角”,也就是進(jìn)入大氣層時(shí)的飛行方向與當(dāng)?shù)厮矫娴膴A角,是飛船能否安全返回地面的關(guān)鍵.一般情況下這個(gè)傘角不能超過3 °.再入角過大,飛船就會(huì)像流星一樣墜落地面,而被燒毀；再入角過小,飛船又會(huì)飛回宇宙空間回不了地面.1965年,首次實(shí)現(xiàn)太空行走的前蘇聯(lián)宇宙員列昂諾夫乘坐的“上升2”號(hào)飛船在返航時(shí),就因險(xiǎn)些錯(cuò)過最佳的再入角,而使宇航員們驚出一身冷汗,幸虧及時(shí)調(diào)整到位,才避免了可怕的后果.
3.飛船進(jìn)入大氣層后,因與空氣劇烈摩擦,頭部溫度可高達(dá)幾千攝氏度.為了防止飛船因過熱而燒毀,必須在飛船外部覆蓋一層防熱材料.這種材料是可以燒蝕的,即在高溫時(shí)它的表面部分會(huì)熔融蒸發(fā)或分解氣化,從而把熱量帶走.這就像人體發(fā)熱出汗可降低體溫一樣.
4.大約在距地10千米左右的高空,飛船的速度已降到每秒330米以下,相當(dāng)于“音速”.此時(shí),飛船上攜帶的降落傘便會(huì)自動(dòng)打開,配合著陸的軟著陸發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)適時(shí)啟動(dòng).于是,飛船便會(huì)在兩者協(xié)同配合下,穩(wěn)穩(wěn)地著陸.倘若配合不好,結(jié)果也是很難設(shè)想的.1967年,前蘇聯(lián)的“聯(lián)盟1”號(hào)飛船,由于在太空中出現(xiàn)故障,不得不提前緊急返回地球.宇航員們幾經(jīng)周折,才僥幸地使飛船進(jìn)入大氣層；當(dāng)降到距地9千米高空時(shí)放出主降落傘,但不幸,主降落傘沒有打開,使飛船以每秒200多米的速度直沖地面,最后機(jī)毀人亡.
5.飛船著陸后,救援人員要立即接應(yīng)宇航員.在太空飛行的宇航員,因長時(shí)間處于失重環(huán)境,一下子很難適應(yīng)地面環(huán)境,非常需要幫助.另外,為了防止宇航員從外太空帶回可能危及地球生命的細(xì)菌,必要時(shí)還要對(duì)宇航員進(jìn)行隔離和檢疫.
舉個(gè)例子,關(guān)于“阿波羅”是怎樣返回地面的
宇航員們回到了登月艙,將一些笨重設(shè)備拋掉,以減輕返航的重量.然后鎖上艙門,先進(jìn)餐,并休息了8小時(shí).返艙的準(zhǔn)備工作是將全貌艙分為兩個(gè)部分,它的下半部將留在月球上,用作發(fā)射臺(tái)；上半部則帶著宇航員去與還在繞月飛行的指令艙會(huì)合.這又是一個(gè)令人提心吊膽的時(shí)刻,因?yàn)槿f一引擎發(fā)動(dòng)不起來,他們就無法逃離月球.意外的情況果然發(fā)生了,上升引擎電路上的一個(gè)小塑料栓不知什么時(shí)候給碰掉了,四處尋找不見其蹤.沒有它,引擎就發(fā)動(dòng)不起來,怎么辦?阿姆斯特朗靈機(jī)一動(dòng),把一支活動(dòng)筆塞了進(jìn)去.啊!儀表板燈光閃了起來,電器接通了,他們長長地吁了口氣.
現(xiàn)在開始倒計(jì)時(shí),5,4,3,2,1,起飛.登月艙在月面上停留了21小時(shí)18分以后,終于在火箭的幫助下使它的上半部升向了空間.火箭很小,只有7分鐘的壽命,他們必須在燃料耗盡前到達(dá)軌道.真要感謝設(shè)計(jì)者的精確計(jì)算,他們順利進(jìn)入了繞月軌道.
這時(shí)候,駕駛著指令艙繞月球飛行的柯林斯,向他們靠了過來,并把指令艙的鼻尖對(duì)準(zhǔn)登月艙上的環(huán),輕輕插了進(jìn)去,他壓下手把,于是它們相會(huì)在一起了!突然,飛船快速地轉(zhuǎn)了起來,且越轉(zhuǎn)越快,宇航員們幾乎失去了控制.面對(duì)危急的情況,宇航員們?nèi)^戰(zhàn),在啟動(dòng)了幾枚設(shè)在服務(wù)艙的火箭以后,飛船才穩(wěn)定下來,恢復(fù)到正常的旋轉(zhuǎn)速度.
兩艙之間的門打開了,但阿姆斯特朗和奧爾德林在返回指令艙之前,必須把身上和儀器都弄干凈.天知道月球上有沒有危險(xiǎn)的病菌,宇航員決不能把它們帶回地球.
為了減輕返航的重量,完成使命的登月艙被拋棄在月球軌道上,飛船的引擎再次啟動(dòng),把飛船推離月球軌道,奔向歸途.飛船在到達(dá)地球大氣層之前,服務(wù)艙的燃料也已經(jīng)燒完,它被甩落在太空中,8天前“阿波羅”出發(fā)時(shí),是一個(gè)像巨大煙囪般的重達(dá)3200噸的龐然大物,現(xiàn)在輕裝而歸的只剩下圓錐形的小指令艙.
指令艙厚厚的防護(hù)罩首先碰到了大氣層,并以極大的速度向下墜落,雖然宇航員們?cè)缇蛦?dòng)了反沖火箭,來給它減速,但速度仍然十分驚人.由于高速運(yùn)動(dòng)的飛船與周圍空氣的強(qiáng)烈摩擦,使它的周圍形了一圈高溫氣罩,無線電波竟然無法穿越,聯(lián)系中斷,“阿波羅”似乎失蹤了!
分乘9艘輪船和54架飛機(jī)前往降落區(qū)的9000多人,心情焦急地仰望著天空,終于在海洋上空見到了一個(gè)亮點(diǎn),并越來越大.接著,又飄出了三頂巨大的降落傘.這鼓滿了空氣的降落傘把飛船往后拖著,使它的降落速度越來越慢,最后在海面上輕巧地濺落在預(yù)定的位置.艙門打開了,第一次登月的宇航員們回到了地球的家園.