小火箭出品
本文作者：邢強博士
本文是小火箭經(jīng)典飛船系列文章第2季的第3篇。最近的文章內(nèi)容集中在氣動計算、彈道計算、軌道計算以及防熱分析方面，出現(xiàn)了一些公式并且文字量比較大。本文稍作休息，以圖片觀賞為主吧。
有關(guān)導(dǎo)彈火箭與飛船的系列文章，小火箭以往通常會注重分析總體設(shè)計和上升段的彈道，本文則準(zhǔn)備以聯(lián)盟MS-02載人飛船執(zhí)行國際空間站第50次探索的返回段任務(wù)為例，用57張圖片圖解蘇聯(lián)/聯(lián)盟飛船在返回大氣層之后會發(fā)生的事情。
公元2017年4月10日，一艘聯(lián)盟MS-02載人飛船帶著美國宇航員羅伯特·金布羅和兩位俄羅斯宇航員（安德烈·鮑里先科、謝爾蓋·雷日科夫）從國際空間站飛回地球。這是他們?yōu)槠?strong>173天的太空飛行任務(wù)的終點，同時也是小火箭這篇文章的起點。
突然，聯(lián)盟MS-02飛船冒出一股白煙（確切地說應(yīng)該是白霧）。天哪，這是要出大事情，上新聞頭條么？
并不是。其實這是聯(lián)盟飛船的一大特色。這團(tuán)白霧是飛船返回艙正在向外排泄剩余的過氧化氫，以便提升返回艙著陸瞬間的安全性。
啥？聯(lián)盟飛船返回艙里面有過氧化氫？
是的。聯(lián)盟飛船的返回艙上用于控制返回艙姿態(tài)和再入返回飛行狀態(tài)的推進(jìn)器是單組元的（只有一種推進(jìn)劑組成成分）。聯(lián)盟飛船就是靠過氧化氫分解產(chǎn)生的氣體和能量來調(diào)整姿態(tài)的。這個設(shè)計從1967年蘇聯(lián)發(fā)射的第一艘聯(lián)盟飛船開始就存在了。到現(xiàn)在，50年了，過氧化氫依舊是聯(lián)盟飛船的保留燃料。
而且，小火箭在這里要補充的是：聯(lián)盟載人飛船的過氧化氫燃料貯箱就在宇航員座椅的后面。果然是戰(zhàn)斗民族的特點。好在不太穩(wěn)定的過氧化氫一直以來沒有帶來太大的麻煩，而且過氧化氫的確是一種比較環(huán)保的燃料。
或許有人會問了：我看了十來次中國神舟飛船的返回過程，怎么沒有看到類似的現(xiàn)象呢？小火箭答：雖然神舟飛船看起來和聯(lián)盟飛船比較像，但是在管路閥門的一些細(xì)節(jié)以及燃料的應(yīng)用上，二者還是有比較大的不同的（防熱系統(tǒng)的設(shè)計也不同，這個詳見小火箭的公號文章《小火箭聊導(dǎo)彈飛船與高超聲速飛行器的熱防護(hù)》，文中提到了神舟飛船的防熱系統(tǒng)的設(shè)計細(xì)節(jié)）。神舟飛船返回艙所用的推進(jìn)劑為肼類，而不是過氧化氫，因此其返回過程沒有上圖那種像剛剛掀開蒸鍋鍋蓋的場景。
紅白相間的降落傘與湛藍(lán)的天空相映成趣。
說到降落傘，小火箭覺得恰好可以在這里再說一說神舟飛船：
這是神舟飛船返回艙降落傘的樣子，紅色比聯(lián)盟飛船要濃一些，而且還有藍(lán)色。攝影：邢強。
這是我湊近一些拍的神舟飛船返回艙降落傘的樣子，傘繩既輕又結(jié)實。攝影：邢強。
注意看聯(lián)盟飛船返回艙與降落傘的連接方式。聯(lián)盟飛船返回艙的降落傘傘繩上附著安裝了短波天線與甚高頻VHF天線，方便返回艙與地面溝通。
另外，仔細(xì)看返回艙底部的話，可以看到飛船的“屁股”亮亮的。這表明聯(lián)盟飛船返回艙的防熱大底已經(jīng)拋掉了。此時返回艙在地面上方3千米處。
聯(lián)盟號飛船返回艙悠悠地飄在哈薩克斯坦杰茲卡茲甘上空。
在飛船著陸場，搜救車輛已經(jīng)在待命了。在小火箭學(xué)習(xí)俄方的地面保障系統(tǒng)的時候，得知聯(lián)盟載人飛船返回艙搜救編組的地面部分標(biāo)配是：200名官兵+6輛水陸兩棲運輸車輛+其他保障車輛。這張從米-17搜救直升機上拍攝的照片剛好捕捉到了一輛軍用運輸車涉水過河的場景。
6輛運輸車在哈薩克斯坦大草原上奔馳的場景。雖然沒有策馬，但也的確有一種奔騰的感覺。
蘇聯(lián)/俄羅斯的返回艙搜救編組的空中部分的標(biāo)配是：14架米-8/米-17直升機+3架安-26或者安-12。注意上圖左下角的車輛就是小火箭上文提到的水陸兩棲運輸車。通常一次行動會出動6輛這樣的車。
米-8/米-17系列直升機應(yīng)該是大家非常熟悉的一個直升機系列了（初識飛行器的年輕人大多會對按尾槳的左右配置來從外形上區(qū)分米-8與米-17的事情津津樂道）。該系列直升機已經(jīng)生產(chǎn)了超過1.5萬架，是世界上產(chǎn)量最大的直升機。
來一個尾槳的特寫。注意看尾槳前緣包覆的鈦合金防蝕條以及尾槳上的電加熱防冰裝置。（有關(guān)米-8/米-17直升機，小火箭會在未來的經(jīng)典直升機系列中專門為其寫一個專題。）
在杰茲卡茲甘附近，在拜科努爾發(fā)射中心附近，飛船返回艙即將著陸?？邕^這條河，搜救人員就可以和聯(lián)盟飛船的返回艙會面了。
這條河的名字叫做錫爾河。
在797年前，也就是公元1220年，成吉思汗率領(lǐng)的西征大軍向花剌子模帝國的重鎮(zhèn)訛答剌（Otrar）發(fā)起大軍團(tuán)攻擊時，數(shù)萬鐵騎橫跨的，也恰是這條河。
那一年，西征的鐵騎一發(fā)不可收拾。跨過錫爾河，成吉思汗征服了基馬克汗國、花剌子模帝國、喬治亞王國、庫曼汗國，大勝欽察人和基輔羅斯的聯(lián)軍。鐵騎仍未停止，跨過大草原的西征軍團(tuán)征服了黑海沿岸的阿蘭王國，次第踏入匈牙利王國、波蘭王國和波希米亞王國之領(lǐng)土。雖因開大會而暫時放棄進(jìn)攻維也納，但次年卷土重來的西征部隊大破波蘭王國軍隊和神圣羅馬帝國的騎士團(tuán)，重創(chuàng)匈牙利軍隊后，順手將保加利亞占為附庸國。
小火箭遙想著當(dāng)年的金戈鐵馬，觀看著如今飛船之安靜祥和，好一個跨越歷史的對話。當(dāng)年的蒙古軍團(tuán)揚起的塵埃已經(jīng)落定，而現(xiàn)在這艘飛船則馬上就要在這里揚起另一種塵埃。
在飛船返回艙底部距離地面1.5米的瞬間，返回艙底部的伽馬射線高度測量儀向4臺安裝在返回艙底部的固體火箭發(fā)動機發(fā)出指令。4臺發(fā)動機瞬間啟動，其推力讓返回艙的速度降至3米/秒以內(nèi)，實現(xiàn)了返回艙的軟著陸。
當(dāng)年，與這片土地親密接觸的是蒙古戰(zhàn)馬的鐵蹄，如今則是一艘飛船的輕吻。
這艘聯(lián)盟MS-02飛船的返回艙在觸地之后，降落傘沒有很快切除。在大草原的風(fēng)力帶動下，返回艙像一艘帆船那樣在充當(dāng)風(fēng)帆的降落傘的牽引下，在松軟的草原上劃出一道印記。
啥？這艘飛船是不是被拖得有些遠(yuǎn)？其實這不算遠(yuǎn)。小火箭已知的聯(lián)盟飛船返回艙的拖行距離數(shù)據(jù)中，有拖行600多米的情況出現(xiàn)。很想知道，那時候，艙內(nèi)宇航員的感覺是怎樣的。
此時此刻，一輛發(fā)現(xiàn)了飛船返回艙的搜救車輛正在向落點處飛馳。
天氣不錯，風(fēng)也漸漸小了下來。
車速不低，搜救車輛在返回艙尚未切傘的時候就趕到了。實際上，一架米-17直升機早已在附近等待多時了。
身穿沖鋒衣的地面搜救人員用一根金屬桿工具（可以說是返回艙艙門的鑰匙）旋擰返回艙頂部的機構(gòu)。
艙門開啟，宇航員在搜救人員的幫助下出艙。注意俄羅斯的宇航員戴的白色勞保針織手套。
在太空中待了173天，宇航員一時半會兒還難以適應(yīng)地球表面的重力。
俄羅斯的海鷹系列宇航服看起來還是挺好看的。
剛剛返回地面的美國宇航員羅伯特·金布羅向前來接應(yīng)的NASA工作人員致敬。50歲的金布羅乘坐過奮進(jìn)號航天飛機，這回又坐上了聯(lián)盟飛船。他總共在太空中進(jìn)行過6次太空行走作業(yè)，算是航天老手了。
從俄羅斯搜救人員那里接過衛(wèi)星電話后，金布羅趕緊給家里打了個電話報平安。
剛剛返回地面的俄羅斯宇航員謝爾蓋·雷日科夫露出了微笑。這次任務(wù)雖然是他第一次進(jìn)入太空，但是因為他參與的是國際空間站的任務(wù)，其任務(wù)時長達(dá)到了173 天 3小時零15 分鐘。這讓43歲的他一下子從航天新手躍升為航天老手，超過了很多宇航員（從累計時長的角度來說）。這就是來得早不如來得巧吧。
謝爾蓋·雷日科夫正在打電話報平安。
另外一名俄羅斯宇航員安德烈·鮑里先科今年已經(jīng)53歲了。他是一位飛行力學(xué)工程師。年輕的時候，安德烈參與設(shè)計了和平號空間站的姿態(tài)控制系統(tǒng)。和平號墜落后，安德烈繼續(xù)在國際空間站上干著老本行。他在太空中累計待了337天9小時零3分鐘。
然后就是其樂融融的大合影環(huán)節(jié)了。
合影過后，搜救人員將宇航員們抬走?？雌饋硭麄兺ο硎苓@個過程的。
安頓好宇航員后，搜救人員開始處理降落傘和返回艙。
返回艙被扶正，等待運輸。
這個淺坑就是返回艙剛剛接觸地面時砸出來的。淺坑后面，是一條返回艙被降落傘拖出來的痕跡。
搜救人員用隔離繩圈出返回艙的位置。
一架早已準(zhǔn)備好的直升機正在飛往聯(lián)盟號飛船返回艙所在的地方。
準(zhǔn)備起吊返回艙
緩過勁來的宇航員此時已經(jīng)可以自行走路了。他們登上直升機，準(zhǔn)備一同飛回基地。
宇航員的待遇不錯，在米-8/米-17直升機內(nèi)，有這樣類似軟臥的布置可以稱得上是奢華配置了。
晚上，宇航員回到了基地。等待他們的會是什么呢？
等待他們的，是航天中心的工作人員，還有身穿哈薩克傳統(tǒng)服裝的女孩子。
另外，宇航員們還有小小的驚喜：用他們的形象制作的俄羅斯套娃。
然后大家坐在一起聊一聊就準(zhǔn)備回去休息了。這是在晚上的情況，其實如果是在白天回來，而且正好趕上飯點的話，宇航員們是會吃到面包的，而且一定要有鹽。
面包象征了好客，而鹽在這里則代表友誼。
文章末尾，小火箭感謝大家與我一同感受了這趟聯(lián)盟載人飛船的回家之旅。
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