神舟十二号航天员乘组历经三个月在轨工作生活后终于迎来了回家时刻，作为天宫空间站首批拓荒人他们为此立下了卓越功勋，首次长期太空驻留、两次太空出舱行走、完善天和一号核心舱在轨配置等等，高标准高质量完成了工程总体交付的每一项工作，他们所做的每一件事都必将在载人航天史上篆刻下一道道光辉印记。
航天员聂海胜太空出舱任务画面
“载人航天，人命关天。”常用来表达载人航天事业的高风险系数，可以说自火箭从地面点火起飞那一刻开始危险就始终伴随着航天员，发射入轨段有发射失败的风险，在轨驻留段有空间碎片撞击以及空间高危环境风险，回家之旅更是险象环生。只有用科学的手段将风险关进笼子里，这才是确保航天员生命安全万无一失的根本保障。
神舟十二号载人飞船
本周五13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，聂海胜、刘伯明、汤洪波三名航天员顺利返回地球。
神舟十二号航天员乘组平安回到地球 6park.com
放眼世界具备空间进入能力的有很多，但载人航天俱乐部时至今日仍然只有3家，对于天地往返运输载具而言最难的技术就是“再入返回”，神舟十二号创造了许多第一，其中再入返回也同样是天宫空间站任务中的一个“首次”，它又是如何实施此项任务的呢？
航天员由天和一号核心舱进入神舟十二号返回地球前的准备工作相当繁琐，先是物品的整理与转移，废弃物转移至神舟轨道舱或天舟二号货运飞船以便再入烧毁，作为当前唯一具备下行运输能力的神舟返回舱也需要携带部分实验品返回地球，核心舱留置物品做好归类整理，放置在节点舱的舱外航天服进行状态检查与归位。
完成物资整理后的天和一号核心舱大柱段
再就是对核心舱与载人飞船进行状态检查与设置，依次关闭货船舱门、核心舱双向承压舱门、节点舱舱门，关闭两艘飞船舱门时还需进行泄压操作，为飞船成功分离创造条件。
做好准备工作后三名航天员在离开天和一号核心舱之前向地面致辞，他们列队面向“天和舱内云台摄像机b”，聂海胜说道，神舟十二号已完成在轨驻留三个月的任务，即将返回载人飞船，在此神舟十二号乘组衷心感谢东风全线的日夜坚守和支持，向你们表示崇高的敬意，敬礼！
神舟十二号乘组在天和核心舱向地面致辞
巧合的是就在航天员乘组向地面致辞时空间站组合体正运行在接近大洋彼岸的上空，回想数十年前正是因为它们的阻碍才倒逼我们在浩瀚太空立下了这丰功伟业。
神舟十二号乘组致辞时空间站运行位置
之后航天员进入神舟十二号载人飞船，在异体同构周边对接装置的解锁与飞船姿控动力系统作用下船站分离，当飞船由200米保持点向400米位置转进时航天员汤洪波突然发出了一声感叹，天宫啊！随后三名航天员依次都说了一句，再见天宫！
神舟十二号与天和一号核心舱分离
三个月对于工作生活在地球上的人们而言算不上漫长，但太空三月的背后是祖国载人航天事业历经数十年发展质变的标志，是三名航天员十数年如一日征战太空的光辉历史，我们虽未如他们一样进入太空，但苦难辉煌的心路历程我们感同身受。
一次发射，多任务受益，历来是我们高效率办航天的优良传统。神舟十二号亦是如此，在与空间站分离后它并没有立即进入返回地球程序，而是开始进行径向交会试验。
天宫空间站建成后将具备3名航天员连续不间断驻留能力，要想做到这一点就必须具备两批航天员在轨轮换能力，而这至少需要同时对接两艘神舟飞船才能实现。
天宫空间站的5个对接口
天和一号核心舱节点舱有4个对接口，加上大柱段对接口总共有5个对接口，节点舱二四象限对接口是两个大型实验舱的永久停泊口，因此用于飞船的对接口数量是3个，大柱段对接口主要用于天舟货运飞船对接，留给神舟飞船的对接口就是对地球方向的第一象限“径向对接口”与前向对接口。
用于神舟载人飞船对接的两个对接口
天和一号核心舱的前向与后向两个对接口都属于“轴向对接口”，自神舟八号以来的历次交会对接任务其实也都是轴向对接。在轴向对接任务中，追踪飞行器与目标飞行器可以在200米停泊点形成一个稳定的保持点，即便飞船发动机不开机也可以保持相对稳定。
神舟11号与天宫二号空间实验室轴向对接
径向对接则不同，由于轨道的运动特性使得飞船在200米停泊点无法保持相对稳定的工况，对接敏感器需具备更高的动态识别性能，因此难度也更大。
天宫空间站要想具备连续载人能力，就必须攻克径向交会对接技术。
神舟十二号径向交会试验示意图
神舟十二号径向交会试验任务具体步骤如下：飞船与空间站分离至前向19米、前向200米、前向400米、前向2公里、向核心舱上方绕飞并由倒飞姿态转正飞姿态、进入径向交会模式、向下方绕飞、径向1.5公里、飞船俯仰90度使飞船轨道舱朝向空间站、滚转180度使对接观瞄设备与核心舱径向对接口相匹配、径向400米、径向200米、径向19米。
径向交会试验并不需要实际对接，只需抵达19米距离位置即可验证所有关键技术。
径向交会试验实况画面（神舟看天宫）
随后撤离至径向200米，再转前向400米，飞船姿态也由倒飞转正飞，此举旨在验证径向对接异常时由径向转轴向对接工况，将一切困难局面都考虑到位。
神舟十二号实施径向交会试验前后用了大约四个半小时，在正常的径向交会对接任务中当然不会用这么长时间，这是因为此次飞船需要在多种姿态与多条轨道中切换，所以耗时较长。
神舟十二号径向交会试验遥测数据图像
径向交会试验任务神舟十二号看天宫径向对接口
完成径向交会试验后神舟十二号飞船就开始着手进行返回地球的任务准备，需要继续绕地球飞行十几圈进行相关准备工作，整个过程大约需要二十多个小时。
当飞船运行至最后一圈时进入返回任务流程，总共有5个阶段，分别是制动减速段、再入轨道过渡段、再入段、降落伞减速段、着陆段。
1.制动减速段，此阶段有两次调姿与一次制动减速；
第一次调姿飞船由轨道舱朝前姿态逆时针转动90度，此举旨在为轨道舱与返回舱分离创造安全的分离条件，轨返分离前轨道舱还需要执行泄压操作，以防止其在后续运行过程中出现意外。
第一次调姿
轨道舱与返回舱分离
轨返分离后进行第二次调姿，推进舱与返回舱组合体继续沿逆时针方向转动90度，建立推进舱朝向前进方向的飞行姿态，此举旨在为制动减速创造条件。
第二次调姿
第二次调姿完成后就是制动减速，2500N变轨发动机点火产生与飞行方向相反的作用力，使飞船飞行速度减慢，进而由工作轨道进入到“再入轨道过渡段”，相当于太空刹车。
太空刹车
2.再入轨道过渡段；
飞船由工作轨道减速制动进入再入轨道后，由于此一阶段仍然处于真空环境，飞船仍按天体力学规律自由飞行，因此将制动减速点火结束点至大气层顶点飞行段称为“再入轨道过渡段”或“惯性滑行阶段”。
当飞船高度下降至约145公里时推返组合体再次调姿，最终建立返回舱朝向地球一侧姿态，此举旨在为推进舱与返回舱分离创造安全条件。
推返组合体调姿，返回舱朝向地球
推返分离后推进舱没有再入热防护措施因此它将在之后再入大气层过程中烧毁，返回舱随后在约120公里高度时基于姿控动力再次调姿建立大底朝前再入姿态。
返回舱姿态调整，建立配平攻角
返回舱与推进舱分离后有一项非常关键的操作，即建立“配平攻角”，配平攻角指的是飞船速度矢量与返回舱纵轴的夹角，通过对夹角的控制实现升力控制。角度如果过大，再入热流数值将超过设计指标航天员承受的过载值将超标，同时返回舱也面临再入烧毁的险况。角度如果过小，飞船将与地球擦肩而过，两种情况皆对航天员的生命安全构成重大挑战。
神舟飞船返回舱单点稳定设计就能够从源头上遏制上述危险情况的出现，所谓单点稳定指的是拥有唯一配平点，即便返回舱初始再入攻角有所偏差也能在与大气作用的过程中回调至正确的配平攻角。
这又是怎么做到的呢？靠的就是返回舱舱门周围的两个稳定翼片，俗称“稳定耳片”，去年完成月球采样返回任务的嫦娥五号返回器也采用了同类设计。
神舟十二号返回舱稳定翼片
嫦娥五号返回器稳定翼片
与唯一配平点对应的是非唯一配平点返回舱，比如服务载人登月任务的新一代载人飞船，为了获得冗余更大的返回窗口，新飞船返回舱采用了倒锥体构型，使得返回舱拥有更强的再入机动能力，劣势是不再有唯一配平点，办法是通过推力更强的姿控动力建立配平攻角。
新一代载人飞船试验船返回舱
在再入轨道过渡段分离推进舱后视频画面传输中断，这是因为飞船建立天地链路的大功率天线配置在推进舱，此时就只有语音通信，不过这并不影响遥测数据的传输。
3.再入段；
返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入段”，随着高度持续降低，大气密度也持续增大，舱体与大气的摩擦也越剧烈，返回舱需要承受的再入热流值也越大。
此时返回舱舱外是上千摄氏度极高温，舱内却是二十多摄氏度的正常室温，这是因为防热烧蚀材料吸收了大部分热量，同时在进入大气前舱内热控系统也进行了预冷，其对控制舱内温度的作用也十分关键。
神舟飞船返回舱“烈焰战袍”：高速再入热流烧蚀
航天器再入大气层虽然险象环生，但大气层的存在也为载人天地往返提供了极大的便利条件，因为它就是天然的减速场。
再入段也可以称为“气动减速段”，这也是一个将动能转换为热能的过程，它可以将飞船再入速度由7.6公里/秒（超过22马赫）消减至200米/秒，承担了90%以上的减速任务。
在高超音速再入过程中返回舱与大气的剧烈摩擦会使得返回舱周围包覆一层等离子气体，它可以阻断无线电信号的传输，此时地面与航天员无法正常通信，主要通过地面遥测设备对飞行轨迹进行跟踪，此一过程被称为“穿越黑障区”。
红外光学设备可以在返回舱穿越黑障区时连续稳定跟踪其再入状态，在黑白图像中我们可以看到返回舱就如同流星一样划破长空，再结合昼间环境，那就是“白昼流星”！
白昼流星（神舟12号返回舱再入红外光学跟踪成像）
待返回舱下降至约35公里高度时黑障会自动消失。
4.降落伞减速段；
再入段下降至15公里高度时返回舱此时基本不再减速，接下来就需要引入降落伞减速手段。
当返回舱下降至距离地面10公里高度时着陆回收系统开始工作，首先是弹出伞舱盖拉出引导伞，作用是拉出减速伞（引导伞与减速伞都属于“锥形带条伞”），后者能将返回舱速度由200米/秒减速至90米/秒，为主伞工作创造速度条件。
神舟12号返回舱降落伞拉出过程（红外光学成像）
主伞学名叫做环帆伞，面积大约有1200平方米，是国内目前应用的各类降落伞中面积最大的伞。
降落伞面积与飞船着陆重量密切相关，1200平方米主伞承力能力是3吨，但如果是规模更大的返回舱它也是爱莫能助，而一味放大主伞面积同样不可行，这时候就需要由多个降落伞合力进行群伞减速。比如着陆重量达7吨级的新一代载人飞船返回舱目前正在测试的就是由四顶主伞组合的大型群伞。
大型群伞缩比空投试验
当神舟十二号返回舱下降至约8000米高度时主伞拉出，它可以将返回舱减速至7米/秒。
主伞张开后的可见光成像
完全充气张满的主伞先以单点吊挂形式拉着返回舱，此时返回舱呈倾斜姿态，当高度下降至6公里左右时返回舱防热大底抛离，进而露出底部的4台反推发动机，紧接着主伞改为两点对称吊挂，返回舱建立垂直下降姿态，为反推发动机工作创造条件。
随后返回舱姿控动力系统进行钝化操作，将剩余推进剂泄出、贮箱与管路吹除，此举旨在为确保后续着陆过程的绝对安全。
返回舱姿控动力钝化
5.着陆段。
仅凭降落伞减速仍然不够，当返回舱下降至距离地面仅有1米高度时，高度计向缓冲减速发动机下达点火指令，随后返回舱以1至4米/秒速度着陆，此时再配合缓冲座椅就能够确保航天员安全着陆。
反推发动机点火，返回舱着陆
空中视角看神舟12号返回舱着陆
不过，这种着陆方式对于返回舱的精密部件而言仍然是“有损着陆”，因为钟形体外形返回舱与反推发动机都无法保障返回舱的着陆姿态，与地面撞击会对舱内设备构成一定程度的损伤。
着陆后呈倾倒姿态的神舟12号返回舱
新一代载人飞船则完全不同，它应用的是基于气囊缓冲的无损着陆技术，着陆姿态不会因为失稳产生倾覆，舱内元器件保存完好，可以重复使用。
新一代载人飞船试验船呈站立姿态着陆
返回舱着陆后航天员需要根据现地风力情况手动脱落主伞，并展开高频天线，同时信标机向搜索求援力量提供标位信息。
航天员手动操作脱落主伞
与以往神舟飞船着陆四子王旗主着陆场不同，神舟十二号的着陆地点是临近东风航天城的东风着陆场。过去东风着陆场是载人航天工程的气象备份着陆场，而从此以后它将“由副转正”，并且是今后唯一的载人航天着陆场，四子王旗着陆场将退出载人航天历史舞台。
这是载人航天事业向纵深推进的客观需要，东风着陆场有一项核心优势就是面积足够广大，其2万平方公里场地是四子王旗着陆场2千平方公里的10倍。
东风着陆场
进入空间站时代后，天宫空间站不会为了神舟飞船返回大幅调整轨道，因此神舟十二号改变了过去由单一轨道返回的设计，而要适应不同高度不同状态下的返回需求，面积广大的东风着陆场可以为此提供更为充分的保障条件。
天宫空间站建成后的组合体形态
东风着陆场与四子王旗着陆场实际上是同步推进建设，此前之所以没有立足东风着陆场是因为沙漠环境是人类天地往返搜救的世界级难题。如今历经多年建设东风着陆场已经攻克了这项世界难题，空中与地面搜救力量协同可以实现2万平方公里着陆场任意位置的快速搜索救援，东风着陆场勇挑重担的背后也是载人航天工程实力跨代提升的一个缩影。
神舟十二号返回任务也并非东风着陆场首次启用，五年前的多用途缩比返回舱以及去年的新一代载人飞船试验船返回舱皆着陆于东风着陆场。
5年前着陆东风着陆场的多用途缩比返回舱
去年着陆东风着陆场的新一代载人飞船试验船返回舱
东风着陆场为迎接神舟十二号返回地球准备了严密的天地协同搜救网络，首先将神舟十二号着陆区划分为东区着陆场与西区着陆场，以西区为例，由外向内设置5道封锁线，地面有8支搜索队，装备有30多辆高机动救援车辆；空中有5架直升机，两个着陆区域都配置有规模相当的天地协同搜救力量，其目的就是要做到“舱落人到”。
神舟12号任务西区着陆场
通过直播画面可以看到神舟十二号返回舱实际着陆点与预测着陆点几乎重合，如此精准的打靶成绩是如何实现的？
神舟12号返回任务最后一次落点预报显示与瞄准点高度吻合
神舟飞船返回舱与东风快递的再入方式不同，后者没有降落伞干扰因此可以指哪打哪，前者的干扰因素则更多，为了获得更大的减速量在着陆过程中必须通过降落伞实现，而降落伞对高空与低空风场十分敏感，因此判断落点精度指标主要是看返回舱在距离地面约10公里再入系统停控时的弹道精度。
神舟十二号在神舟系列飞船中首次应用了自适应预测制导技术，它有两大作用，提高着陆精度是一方面，再就是它可以更好地适应空间站任务中不同高度不同状态下的随时返回任务。
自适应预测制导技术基于北斗位置信息，可以提前规划返回路径，进而实现落点精度的提高。神舟十二号在制动减速后、进入黑障后、主伞打开后、进入着陆准备后分别进行了4次落点预报，连续的落点预报也为地面回收系统实现“舱落人到”创造了条件。
舱落人到
早在神舟十二号之前，去年新一代载人飞船试验船就首次应用了自适应预测制导技术，负责人张柏楠后来也惊讶于这艘飞船的落点精度之高，给出了10.8环的打靶成绩评价。
载人航天工程立项二十九年来航天技术发展日新月异，成功实施17人次航天员天地往返运输任务的神舟号载人飞船自首次载人飞行至今也已有将近十八年时间。
载人航天工程已实现17人次天地往返
通过梳理神舟十二号飞行任务所应用的技术来看，载人航天工程任务目标与航天新技术是相辅相成的发展关系。
例如，基于神舟载人飞船技术基础拓展了用于月球采样返回任务的嫦娥五号返回器、用于火星登陆任务的天问一号进入舱、用于载人登月任务的新一代载人飞船。同时这些新技术新成果也在反哺神舟载人飞船，比如天问一号进入舱应用的在轨隔热材料，以及新一代载人飞船的自适应预测制导技术等。
见证文明崛起的古战场与神舟12号返回舱
神舟十二号返回后，紧接着天舟二号再次上演太空芭蕾（由核心舱后向对接口绕飞至前向对接口），天舟三号货运飞船与神舟十三号载人飞船也已经蓄势待发，星辰大海的梦想我们从来不仅仅是说说。工程快速推进+新技术新能力快速迭代，我们显然已经走出了一条极具特色的创新发展之路。