各国载人航天器返回地球着陆点的选择

薛亮

北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。继2021年9月17日神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆之后，这是东风着陆场又一次执行载人飞船搜索回收任务。

此前神舟十三号载人飞船于2021年10月16日从酒泉卫星发射中心发射升空，经过为期6个月的太空驻留，创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。2022年4月16日9时06分，由北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令，神舟十三号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。此后，飞船返回制动发动机点火，返回舱与推进舱分离，飞往东风着陆场。

东风着陆场一直以来是作为我国载人航天事业的副着陆场进行建设的，多年来充当四子王旗着陆场的备用着陆场。早在神舟十二号载人飞船着陆时，大家就开始关注为何着陆场不设在发射场，又为何要从主着陆场的草原换到副着陆场的沙漠戈壁。以下我们来探究一下各国如何选址和建设载人航天器返回地球的着陆场。

载人航天器的基本知识

航天器（spacecraft）一般指的是采用运载火箭作为推进装置发射至外太空的人造物体，其用途主要包括通信、地球观测、气象监测、导航、行星探测以及运输人员和货物等。按照是否载人区分，航天器可分为无人航天器和载人航天器，包括人造卫星、人造行星和空间探测器。载人航天器一般被称为宇宙飞船，也包括空间站。处于地心轨道和日心轨道等环绕轨道上的航天器一般不会自行推进，但多数还是配备了推进装置以便更改轨道。

载人航天器可以分为载人飞船、航天飞机和空间站。

载人飞船一般是设计为一次使用的载人航天器，其太空舱呈胶囊形状，也被称为胶囊型宇宙飞船，被中国、美国、俄罗斯（前苏联）和欧洲广泛使用，以我国的神舟号载人飞船、俄罗斯（前苏联）的联盟号载人飞船以及美国的阿波罗号载人飞船为代表。美国曾为了推广使用航天飞机，一时停止过使用载人飞船，但后来由于成本和安全问题停止使用航天飞机后，重新采纳载人飞船，并选择了猎户座载人飞船。载人飞船最初设计都是一次使用的，但21世纪以来设计的猎户座飞船和龙飞船2号都是可重复使用的。

航天飞机是可以反复往返于地面和轨道间的载人航天器，系统整体或部分被设计为可重复使用，一般配备有用于返回地面的机翼，也被称为可重复使用发射系统，以美国的哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号航天飞机为代表。不使用助推器的单级入轨（SSTO）航天飞机正处于研发阶段，但仍存在重大技术挑战。

空间站是为了让宇航员在太空驻留的太空设施，通常位于行星或卫星周围的轨道上。

我国载人航天器的着陆场

位于内蒙古阿木古郎大草原的四子王旗着陆场与美国肯尼迪航天中心主着陆场、美国爱德华兹空军基地、俄罗斯载人航天主着陆场等世界知名着陆场齐名。我国的神舟一号至神舟十一号飞船均在四子王旗着陆场成功着陆。据上海市宇航学会资深航天科普专家、上海宇航系统工程研究所研究员陶建中介绍：“四子王旗着陆场仅有2千平方公里，而东风着陆场搜救面积达2万平方公里，更适合从中国空间站返回的飞船着陆。”神舟飞船以往返回地球的起始点比较固定，一般是从距离地球3百多公里的飞行轨道返回。上次神舟十二号和此次的神舟十三号均是从中国空间站返回，而空间站一直在轨道飞行，时高时低，高度在距离地球350公里到450公里范围内变化，如此一来返回起始点就不固定了。起始点发生变化，着陆轨迹也会发生相应变化，相比四子王旗，东风着陆场面积更大，更能适应这样的变化，加上又是沙漠地區，附近居民少，影响小。自神舟十二号起，从中国空间站返回的飞船都在东风着陆场着陆，这里靠近酒泉卫星发射中心，也更方便配备人力物力。

美国载人航天器的着陆场

美国国家航空航天局（NASA）下属的肯尼迪航天中心（KSC）位于佛罗里达州东海岸布里瓦德县梅里特岛，紧邻卡纳维拉尔角空军基地（CCSFS），是美国NASA最重要的航天发射核心基地之一，由载人航天器发射场、发射管制设施和有效载荷维护系统构成。美国的航天飞机曾将肯尼迪航天中心作为发射场和主着陆场。爱德华兹空军基地作为航天飞机的备用着陆场也广为人知。爱德华兹空军基地位于加利福尼亚州东部莫哈韦沙漠的罗杰斯干湖，是美国著名的飞机研发试验基地，进行各种飞机的试飞，当航天飞机难以在肯尼迪航天中心着陆时，也会返回该基地。此外，美国的航天飞机曾在美国境内设有多个备用着陆场，在全球范围内也设有为数众多的应急支援着陆场。

美国的载人飞船主要有水星—宇宙神号飞船、双子座飞船和阿波罗号飞船，均选择在肯尼迪航天中心发射，返回地球时在广阔的海域进行着陆回收。以双子座飞船为例，其主着陆点选址迈阿密以东、百慕大群岛西南的大西洋特定海域，副着陆点选址冲绳群岛以东、夏威夷群岛以西的北太平洋特定海域。以阿波罗号飞船为例，其返回地球要求至少要保障四个着陆海域，根据任务情况选定主着陆点、副着陆点和应急支援着陆点。相比陆上着陆场，载人飞船返回地球时在海上着陆点进行着陆回收，可以适当放宽精度要求，对地面设施的影响也相对较小，但对海上搜救作业的要求更大。因为美国在全球各大洋均拥有强大的海军力量，众多的海军基地也能支持海上搜救工作，因此美国的载人飞船均采取海上着陆。

俄罗斯载人航天器的着陆场

俄罗斯（前苏联）的载人飞船主要有东方号飞船、上升号飞船和联盟号飞船，均选择在拜科努尔航天发射场（Baikonur Cosmodrome）发射。拜科努尔航天发射场位于哈萨克斯坦境内的克孜勒奥尔达州，目前由俄罗斯航天国家集团管理。俄罗斯（前苏联）的载人飞船返回地球时均选择在陆地的着陆场进行着陆回收。东方号飞船的着陆场早期选址于俄罗斯萨拉托夫州，位于乌克兰与哈萨克之间，后来俄罗斯载人飞船的主着陆场均选址于哈萨克斯坦卡拉干达州的特定区域。俄罗斯地处中高纬度地区，北部和东部海域海水温度低，西部和南部海域缺乏搜救配套支持，如果采用美国模式的海上回收并不现实，花费的成本也更为巨大，且载人飞船发射场所在的哈萨克斯坦大草原为飞船返回地球提供了难得的人烟稀少着陆场，也可以充分利用拜科努尔航天发射场的监控设施，避免重复建设，因此采取陆上着陆。此外，鄂霍次克海、北美大草原以及印度洋等特定区域也都是俄罗斯载人飞船潜在的应急支援着陆场。

日本航天器的着陆场

由日本内阁府、总务省、文部科学省和经济产业省共同管辖的国立研究开发法人宇宙航空研究开发机构（JAXA）承担日本国家层面的航空航天研发任务，总部位于东京都调布市。JAXA拥有种子岛航天中心和内之浦宇宙空间观测所两处航天发射中心，主要负责发射人造卫星和观测火箭，从目前来看并没有设置着陆场的功能。此外，北海道空间港（宇宙港）正朝着建设可供世界各地民营企业和大学研究机构自由使用和共享的宇宙港的方向建设中。

（作者系上海图书馆〈上海科学技术情报研究所〉副研究员）93E138AE-F48F-45A9-99B7-353713387AF7