小火箭现用图解苏联俄罗斯联盟飞船地返回过程

小火箭图解苏联俄罗斯联盟飞船的返回过程
小火箭出品
本文作者：邢强博士
本文是小火箭经典飞船系列文章第2季的第3篇。

最近的文章内容集中在气动计算、弹道计算、轨道计算以及防热分析方面，出现了一些公式并且文字量比较大。

本文稍作休息，以图片观赏为主吧。

有关导弹火箭与飞船的系列文章，小火箭以往通常会注重分析总体设计和上升段的弹道，本文则准备以联盟MS-02载人飞船执行国际空间站第50次探索的返回段任务为例，用57张图片图解苏联/联盟飞船在返回大气层之后会发生的事情。

公元2017年4月10日，一艘联盟MS-02载人飞船带着美国宇航员罗伯特·金布罗和两位俄罗斯宇航员（安德烈·鲍里先科、谢尔盖·雷日科夫）从国际空间站飞回地球。

这是他们为期173天的太空飞行任务的终点，同时也是小火箭这篇文章的起点。

突然，联盟MS-02飞船冒出一股白烟（确切地说应该是白雾）。

天哪，这是要出大事情，上新闻头条么？
并不是。

其实这是联盟飞船的一大特色。

这团白雾是飞船返回舱正在向外排泄剩余的过氧化氢，以便提升返回舱着陆瞬间的安全性。

啥？联盟飞船返回舱里面有过氧化氢？
是的。

联盟飞船的返回舱上用于控制返回舱姿态和再入返回飞行状态的推进器是单组元的（只有一种推进剂组成成分）。

联盟飞船就是靠过氧化氢分解产生的气体和能量来调整姿
态的。

这个设计从1967年苏联发射的第一艘联盟飞船开始就存在了。

到现在，50年了，过氧化氢依旧是联盟飞船的保留燃料。

而且，小火箭在这里要补充的是：联盟载人飞船的过氧化氢燃料贮箱就在宇航员座椅的后面。

果然是战斗民族的特点。

好在不太稳定的过氧化氢一直以来没有带来太大的麻烦，而且过氧化氢的确是一种比较环保的燃料。

或许有人会问了：我看了十来次中国神舟飞船的返回过程，怎么没有看到类似的现象呢？小火箭答：虽然神舟飞船看起来和联盟飞船比较像，但是在管路阀门的一些细节以及燃料的应用上，二者还是有比较大的不同的（防热系统的设计也不同，这个详见小火箭的公号文章《小火箭聊导弹飞船与高超声速飞行器的热防护》，文中提到了神舟飞船的防热系统的设计细节）。

神舟飞船返回舱所用的推进剂为肼类，而不是过氧化氢，因此其返回过程没有上图那种像刚刚掀开蒸锅锅盖的场景。

红白相间的降落伞与湛蓝的天空相映成趣。

说到降落伞，小火箭觉得恰好可以在这里再说一说神舟飞
船：
这是神舟飞船返回舱降落伞的样子，红色比联盟飞船要浓一些，而且还有蓝色。

摄影：邢强。

这是我凑近一些拍的神舟飞船返回舱降落伞的样子，伞绳既轻又结实。

摄影：邢强。

注意看联盟飞船返回舱与降落伞的连接方式。

联盟飞船返回舱的降落伞伞绳上附着安装了短波天线与甚高频VHF天线，方便返回舱与地面沟通。

另外，仔细看返回舱底部的话，可以看到飞船的“屁股”亮亮的。

这表明联盟飞船返回舱的防热大底已经抛掉了。

此时返回舱在地面上方3千米处。

联盟号飞船返回舱悠悠地飘在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘上空。

在飞船着陆场，搜救车辆已经在待命了。

在小火箭学习俄方的地面保障系统的时候，得知联盟载人飞船返回舱搜救编组的地面部分标配是：200名官兵+6辆水陆两栖运输车辆+其他保障车辆。

这张从米-17搜救直升机上拍摄的照片刚好捕捉到了一辆军用运输车涉水过河的场景。

6辆运输车在哈萨克斯坦大草原上奔驰的场景。

虽然没有策马，但也的确有一种奔腾的感觉。

苏联/俄罗斯的返回舱搜救编组的空中部分的标配是：14架米-8/米-17直升机+3架安-26或者安-12。

注意上图左下角的车辆就是小火箭上文提到的水陆两栖运输车。

通常一次行动会出动6辆这样的车。

米-8/米-17系列直升机应该是大家非常熟悉的一个直升机
系列了（初识飞行器的年轻人大多会对按尾桨的左右配置来从外形上区分米-8与米-17的事情津津乐道）。

该系列直升机已经生产了超过1.5万架，是世界上产量最大的直升机。

来一个尾桨的特写。

注意看尾桨前缘包覆的钛合金防蚀条以及尾桨上的电加热防冰装置。

（有关米-8/米-17直升机，小火箭会在未来的经典直升机系列中专门为其写一个专题。

）在杰兹卡兹甘附近，在拜科努尔发射中心附近，飞船返回舱即将着陆。

跨过这条河，搜救人员就可以和联盟飞船的返回舱会面了。

这条河的名字叫做锡尔河。

在797年前，也就是公元1220年，成吉思汗率领的西征大军向花剌子模帝国的重镇讹答剌（Otrar）发起大军团攻击时，数万铁骑横跨的，也恰是这条河。

那一年，西征的铁骑一发不可收拾。

跨过锡尔河，成吉思汗征服了基马克汗国、花剌子模帝国、乔治亚王国、库曼汗国，大胜钦察人和基辅罗斯的联军。

铁骑仍未停止，跨过大草原的西征军团征服了黑海沿岸的阿兰王国，次第踏入匈牙利王国、波兰王国和波希米亚王国之领土。

虽因开大会而暂时放弃进攻维也纳，但次年卷土重来的西征部队大破波兰王国军队和神圣罗马帝国的骑士团，重创匈牙利军队后，顺手将保加利亚占为附庸国。

小火箭遥想着当年的金戈铁马，观看着如今飞船之安静祥
和，好一个跨越历史的对话。

当年的蒙古军团扬起的尘埃已经落定，而现在这艘飞船则马上就要在这里扬起另一种尘埃。

在飞船返回舱底部距离地面1.5米的瞬间，返回舱底部的伽马射线高度测量仪向4台安装在返回舱底部的固体火箭发动机发出指令。

4台发动机瞬间启动，其推力让返回舱的速度降至3米/秒以内，实现了返回舱的软着陆。

当年，与这片土地亲密接触的是蒙古战马的铁蹄，如今则是一艘飞船的轻吻。

这艘联盟MS-02飞船的返回舱在触地之后，降落伞没有很快切除。

在大草原的风力带动下，返回舱像一艘帆船那样在充当风帆的降落伞的牵引下，在松软的草原上划出一道印记。

啥？这艘飞船是不是被拖得有些远？其实这不算远。

小火箭已知的联盟飞船返回舱的拖行距离数据中，有拖行600多米的情况出现。

很想知道，那时候，舱内宇航员的感觉是怎样的。

此时此刻，一辆发现了飞船返回舱的搜救车辆正在向落点处飞驰。

天气不错，风也渐渐小了下来。

车速不低，搜救车辆在返回舱尚未切伞的时候就赶到了。

实际上，一架米-17直升机早已在附近等待多时了。

身穿冲锋衣的地面搜救人员用一根金属杆工具（可以说是返回舱舱门的钥匙）旋拧返回舱顶部的机构。

舱门开启，宇航
员在搜救人员的帮助下出舱。

注意俄罗斯的宇航员戴的白色劳保针织手套。

在太空中待了173天，宇航员一时半会儿还难以适应地球表面的重力。

俄罗斯的海鹰系列宇航服看起来还是挺好看的。

刚刚返回地面的美国宇航员罗伯特·金布罗向前来接应的NASA工作人员致敬。

50岁的金布罗乘坐过奋进号航天飞机，这回又坐上了联盟飞船。

他总共在太空中进行过6次太空行走作业，算是航天老手了。

从俄罗斯搜救人员那里接过卫星电话后，金布罗赶紧给家里打了个电话报平安。

刚刚返回地面的俄罗斯宇航员谢尔盖·雷日科夫露出了微笑。

这次任务虽然是他第一次进入太空，但是因为他参与的是国际空间站的任务，其任务时长达到了173 天 3小时零15 分钟。

这让43岁的他一下子从航天新手跃升为航天老手，超过了很多宇航员（从累计时长的角度来说）。

这就是来得早不如来得巧吧。

谢尔盖·雷日科夫正在打电话报平安。

另外一名俄罗斯宇航员安德烈·鲍里先科今年已经53岁了。

他是一位飞行力学工程师。

年轻的时候，安德烈参与设计了和平号空间站的姿态控制系统。

和平号坠落后，安德烈继续在国际空间站上干着老本行。

他在太空中累计待了337天9小时零3分钟。

然后就是其乐融融的大合影环节了。

合影过后，搜救人员将宇航员们抬走。

看起来他们挺享受这个过程的。

安顿好宇航员后，搜救人员开始处理降落伞和返回舱。

返回舱被扶正，等待运输。

这个浅坑就是返回舱刚刚接触地面时砸出来的。

浅坑后面，是一条返回舱被降落伞拖出来的痕迹。

搜救人员用隔离绳圈出返回舱的位置。

一架早已准备好的直升机正在飞往联盟号飞船返回舱所在的地方。

准备起吊返回舱
缓过劲来的宇航员此时已经可以自行走路了。

他们登上直升机，准备一同飞回基地。

宇航员的待遇不错，在米-8/米-17直升机内，有这样类似软卧的布置可以称得上是奢华配置了。

晚上，宇航员回到了基地。

等待他们的会是什么呢？等待他们的，是航天中心的工作人员，还有身穿哈萨克传统服装的女孩子。

这些女孩子给宇航员献上了鲜花。

另外，宇航员们还有小小的惊喜：用他们的形象制作的俄罗斯套娃。

然后大家坐在一起聊一聊就准备回去休息了。

这是在晚上的情况，其实如果是在白天回来，而且正好赶上饭点的话，宇航员们是会吃到面包的，而且一定要有盐。

面包象征了好客，而盐在这里则代表友谊。

文章末尾，小火箭感谢大家与我一同感受了这趟联盟载人飞船的回家之旅。

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