美国宇航员从国际空间站返回地球，为什么返回舱落地时着火了？

在国际空间站上工作和生活了355天后，美国宇航员范德黑终于在美国东部时间3月30日上午，如愿以偿地踏上“返乡”之旅，与他同行的还有另外两名俄罗斯的宇航员。经过4个小时的飞行，返回舱降落到哈萨克斯坦德泽兹卡兹干镇东南140公里左右的大草原上。至此，美国宇航员范德黑打破了美国宇航局斯科特·凯利此前保持的 340 天纪录，成为美国在太空中单次工作和生活最长的宇航员。

在美国NASA网站上，公开了返回舱降落的视频，在视频中，我们可以看到返回舱在降落伞的保护下，缓缓地下降，过一会儿在画面中出现了直升机盘旋的身影，标志着救援人员已经定位到返回舱。当返回舱接触地面以后，地面腾起了一团尘土，瞬间将返回舱包围。待尘土散去之后，我们会发现返回舱燃起了火苗，难道返回舱着火了吗？

为了回答这一问题，我们不妨先回顾一下俄罗斯的联盟号宇宙飞船，是如何将3名宇航员接回地球的。首先第一步，3名宇航员进入联盟号宇宙飞船并准备妥当之后，联盟号与国际空间站取消对接，开启返程之旅。

第二步，联盟号飞船随后进入地球轨道飞行，不久开始点火，使飞船开始减速为穿越地球大气层做准备。

第三步，联盟号在重力作用下自由下降，这个阶段飞船还并未真正进入大气层，通过不断的姿态调整，也就是选择合适的再入姿态角，时机成熟以后，通过爆炸螺栓使返回舱与推进舱分离，位于飞船中段的返回舱脱离出来，将搭载宇航员回到地球。

第四步，三名宇航员在返回舱内穿越大气层，在此期间，运用半弹道式的方式，就像“打水漂一样”，经历进入大气层、踏离大气层、再入大气层的阶段。随着高度的不断下降，空气的密度越来越高，返回舱与空气的摩擦越来越剧烈，返回舱底部的温度高达数千摄氏度，当下降到一定高度以后，返回舱就会将被因高温高压所形成的等离子体包围，这段时间与地面将失去联系，进入“黑障区”。宇航员在返回舱内要紧紧贴在减震椅上，并承受着大约5个G的重力加速度。

第五步，当穿越“黑障区”之后，返回舱继续以高速坠落，当它的轴向过载达到规定的相应指标时，返回舱便自动开启装置提供一定的升力支持，使返回舱的过载不会超出宇航员身体的承受范围，否则宇航员的身体将会面临不可想象且不可挽回的伤害。同时，通过这种升力的控制，还可以在一定范围内调节返回舱的运行轨迹，从而确保坠落目标与既定位置尽量吻合。

第六步，当返回舱的高度进一步降低以后，由于空气密度进一步加大，空气的阻力与返回舱受到的重力基本保持平衡，返回舱开始做匀速运动，这时候的速度大约为每秒200米。当返回舱距离地面10公里左右时，其着陆系统开始启动。

第七步，在着陆系统启动以下，在适当的时机，返回舱便会打开降落伞，同时返回舱底部的隔热层被抛掉，以减少重量，在降落伞的牵引下，返回舱的降落速度进一步降低。

最后一步，在距离地面大约1米左右的时候，返回舱的反推发动机开始点火，给返回舱提供一个反推力，返回舱的下降速度最终最到每秒6米左右，并以这个速度与地面接触。

以上八个主要“步骤”，是空间站返回舱回到地球的主要过程，不但国际空间站的宇航员返程时要经历这样几个阶段，我国近年来实施的嫦娥探月返回舱、天宫空间站载人返回舱应用的也是这种方式。

对于载人返回舱来说，这个过程有两个重要的关键点，一个是选择半弹道式的再入大气层方式，既能降低再入飞行过程时的升阻比，也能有效降低最大过载，还能降低与空气的摩擦强度。另外一个就是返回舱反推发动机的工作，能最大限度减少返回舱与地面撞击的速度。这两个关键进程，对于有效减少宇航员在下降过程中的不适和痛苦，有效减少坠落地面瞬间的冲击和伤害，都起到了至关重要的保护功能。

最后，再回到一开始的问题上来，我们在NASA视频画面中，看到返回舱落地时燃烧了起来，其实并不是返回舱在降落时出了什么致命问题，而是反推发动机喷出的火焰。地面瞬间腾起的巨大尘土，也不完全是撞击所产生的，而是反推发动机喷出的气流吹起来的地面沙尘。至于为什么返回舱在着陆以后火苗为何还依旧，我想一个可能是反推发动机没有及时关闭，另一个可能就是降落伞被引燃了，返回舱内部的宇航员们则没有什么问题。