神舟十三号出舱太空行走全过程（科学汇神舟十三号即将返航）

钱江晚报·小时新闻记者郑琳

据新华社报道，经过了180多天的在轨飞行，神舟十三号即将返航。从3月28日，三名航天员已经开始返航的准备。神舟十三号的返航，意味着中国空间站技术的验证阶段进入了尾声，随之而来的将是空间站大建设阶段，中国航天将进入有史以来最辉煌的时期。

那么，返航过程有哪几个阶段？三名航天员在太空出差六个月，对他们的身体会有什么影响？本期我们邀请浙江大学航空航天学院孙书剑博士给同学们解读。

返回地球有4个阶段

比神十二快很多

过去6个月，神舟十三号飞船一直停泊在中国空间站码头上，距离地面约400公里。

“本次任务，已经实现了我国航天员的在轨长期驻留。”孙书剑说，“他们开展了大量的在轨实验，积累了宝贵的数据。”那么返回地球时，他们会经历什么呢？

神舟十三号的返航过程会比神舟十二号快得多。因为，神舟十二号在返回前执行了一个特殊的任务，与空间站径向对接测试。为此，它围绕地球转了10几圈才返回地面。

神舟十三号飞船采用快速返回技术，返回时长缩短至4-6个小时。神舟十三号返回过程可以细分成4个阶段：制动减速阶段，自由滑行阶段，再入大气层阶段，着陆返回阶段。

在制动减速阶段，神舟飞船与空间站分离后，进入返回前的过渡轨道，要经历两次调姿，第1次调姿，飞船由竖向飞行改为横向飞行；第2次调姿，飞船由横向飞行改为反向飞行，进行第1次太空刹车，然后抛掉轨道舱。

在自由滑行阶段，神舟飞船在地球引力的作用下做自由落体运动，这也是航天员最轻松的过程，可以欣赏舱外的美景。当神舟飞船滑落到距离地面约140公里的高空时，返回舱与推进舱分离，接着，返回舱继续快速降低高度。

当返回舱来到100公里高度时，返回舱进入大气层。由于大气密度急剧增加，气体分子的摩擦，让返回舱温度急剧升高，可以明显看得到外表面被烧得通红，但内部温度依旧适宜。返回舱借助着气体分子剧烈摩擦来进行减速。由于温度急剧升高，返回舱外表面发生电离，形成一层电离层，屏蔽了无线电波，于是返回舱会与地面失去联系，这段时间被称为“黑障”。

在距离地面约10公里的时候，返回舱自动打开减速伞 和主降落伞；当距离地面大约5公里，返回舱抛掉底部隔热罩，露出反推发动机。此时返回舱的降落速度大约是5米每秒。这个速度大约相当于跑步速度，但以这样的速度撞地，依然是很剧烈的，所以，当返回舱距离地面很近时，反推发动机启动，再次缓冲降落速度，将速度降至每秒2至3米着地。

太空出差6个月

航天员会“长高”

在返回地球之前，航天员还有许多重要的工作要做，既要保证空间站在短暂无人的情况下能够正常运转和安全飞行，也要保证自身能够安全稳妥的降落地球，他们还必须对空间站和飞船来一次彻底的“大扫除”。

一般在返程前的两周，航天员在每个工作日都要进行专门的训练，一方面是要重新熟悉神舟十三号飞船的操作流程，另一方面就是要学习应对各种紧急情况时能够及时避险和自卫的方法。

在太空停留五个多月之后，三名宇航员的身高也会发生一定的变化，一般都会比原先长高约3%，这是因为他们长期生活在微重力环境当中，腰椎盘，脊椎以及各种韧带都处于放松状态。这意味着，170公分的航天员，在太空里会“长“到175公分。

神舟十三号的座椅都是根据三名航天员的身高量身打造的，而设计员也会考虑到航天员脊椎可能发生变化这一因素，所以会给座椅保留大约7公分的余地，目的就是为了使身高发生变化的航天员也能以较为舒适的坐姿重返地球。当然，这种身高变化在降落地球之后，受到地球重力影响又会恢复原来模样。

当航天员返回地球以后，突如其来的重力变，通常会让他们感到眩晕或、恶心。因为在空间站，为了适应太空微重力环境，身体会对体液进行重新分配，其中血液体积将会减少20%左右。另外，心脏肌肉的供血的效能也会减弱，因此航天员在着陆时不能像正常人一样直立行走。

顺利抵达地球之后，他们还需要一段时间重新适应有重力的地球生活。比如，每次站起来都会感到头晕目眩，尤其是当水流经耳旁时感觉会更加强烈，所以航天员在回到地球之后，短期之内是不能沐浴洗澡的。

另外，航天员还会习惯性地将东西摆在眼前的空气当中，期待他能够漂浮不动。殊不知，地球的重力影响会将这些东西摔得稀巴烂，航天员还需要承担短期之内经常打碎物件的苦恼。

长期在太空

人体免疫力会下降

目前为止，人类上在太空中单次驻留的最长时间是美国宇航员马克·范德·海，他已经在太空连续生活了355天。不过，科学研究表明，长期处于微重力环境，对人体会有不可逆的损伤。航天员在回到地球之后，他们的身体免疫能力通常会很弱，需要进行隔离，目的就是帮助航天员进行康复训练。这种身体上的不健康主要体现在四个方面：

肌肉退化：在失重状态下，通常不需要骨骼肌肉进行拉伸工作，所以它们就会自动萎缩，航天员在太空站立时也不需要脊椎以及腿部肌肉对抗重力，这些部位的能力同样也会变弱，据科学家研究发现，航天员在太空留存不到半个月时间就可能丧失20%的肌肉。

视力下降：国外有研究人员曾对300多名航天员进行观察调查，发现其中60%的航天员都出现过视力下降的情况，目前科学家还没有弄清楚航天员的视力下降到底是什么因素引起来的，但和失重肯定离不开关系。

骨骼流失：长期在太空，很可能造成骨质疏松症，航天员每过一个月就几乎会流失1.5%的骨组织。这些骨骼当中流失的矿物质在被人体重新吸收之后，很可能会造成血液中钙的成分增加，软组织被钙化，最终形成各种结石等等。此外，航天员在回地球后的一年时间内，患上腰间盘突出的可能性比普通人要多出4倍，血管也会老化的更快。

免疫功能紊乱：据研究表明，人体免疫功在受到压力，饮食不均衡，睡眠不足，辐射等多重因素的影响下会变得非常虚弱，而航天员在空间站中生活，这些因素可能都能沾边，其中最可能接触到的就是高能宇宙射线，也就是太空辐射。虽然航天员在空间站中有外壳作为保护物，但这些辐射也会与空间站的铝制外壳发生化学反应，产生大量的次级粒子进入空间站内，对航天员造成二次伤害。

所以航天员在抵达地球之后，会被工作人员安排到特定场所进行隔离，并非是担心航天员会将太空中的病菌带回地球，反而是担心地球上的病菌会对抵抗能力被削弱的航天员造成二次伤害。

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