神舟十二号航天员回家过中秋，飞船怎么做到大头朝下不“翻船”？中国空间站在距离地面大约4

中国空间站在距离地面大约400公里的圆形轨道飞行，每次航天员需要乘飞船上去与它对接才能进入空间站工作和生活，回来的时候也得进入飞船，与空间站脱离后再重返大气层。
关于地球的大气层，一直以来都有这样的说法：大气层的厚度100公里， 100公里之上是真空，下边才有空气。其实并非如此。地球表面的空气分子因为受到地球质量的吸引，越接近地面越稠密，越往高处越稀薄，科学家们发现远在月球轨道附近依然会有气体分子。距离地面100公里高度被称为“卡门线” ，这是一个虚拟的边界，理论上有翅膀的飞机可以在卡门线的下方飞行，超过这个高度空气太稀薄翅膀就不能提供升力了。

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地球、大气层与空间站轨道的比例图
中国的天宫空间站、外国的国际空间站，还有许多对地观测卫星实际都在大气层里边飞行，因为有很小的空气阻力存在，这些航天器每隔一些日子就要开启发动机提升速度和高度，不然它们就会掉下来。
神舟十二号载人飞船是主动落回地面的。它与空间站分离后先要转体90° ，将最前面的轨道舱（与空间站对接的部分）脱开，轨道舱之后会落入大气层烧毁；接着返回舱与推进舱组合体再转体90° ，推进舱屁股朝前，开启发动机猛推，以抵消飞船的前进速度。
许多人都说咱们空间站绕地球飞行的速度是7.9公里/秒，因为地球的第一宇宙速度是7.9公里/秒，其实这是不对的。第一宇宙速度指的是地球海平面上的理论飞行速度，空间站的速度大约是7.7公里/秒，神舟飞船与空间站分离后的初速度也是7.7公里/秒。
7.7公里/秒大约是音速的23倍，是高铁“复兴号”速度的79倍，比高速公路汽车最高限速快230倍！如果以这么快的速度进入大气层，飞船难逃被烧毁的命运。

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【神舟十二号航天员回家过中秋，飞船怎么做到大头朝下不“翻船”？】返回速度太快会被烧毁
在大约140公里的高度，神舟飞船的推进舱耗尽了燃料，它会与返回舱分离，让返回舱独自完成最后一段旅程。在分离之前，推进舱会按照设计要求调整好返回舱的姿态和弹道，并且保证飞船有一个水平向下大约1.5°~1.7°的再入攻角。
与很多人想的不同，飞船从太空返回时它不是垂直着往下掉，也不是斜着落下来——有许多图片都是错的——实际上飞船返回舱几乎是水平地进入稠密大气层，这意味着飞船返回的过程很长，它需要绕地球飞十几圈来慢慢减速。之所以这样，是因为飞船的速度太快，再入大气层角度过大会烧毁飞船，同时减速过快造成的过载也会杀死里边的航天员。

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飞船返回的角度很小时间很长
航天员经过长期艰苦科学的训练，最高能承受9~11个g的过载，在太空长时间工作后，他们对过载的承受力大幅度下降，因此我们需要将返回舱减速过载控制在4个g左右。控制飞船的再入攻角，可以最大程度地利用高空稀薄的大气来减速，同时为进入稠密大气层创造有利条件。
所有飞船在返回大气层时都必须保证大头向下（朝向前进方向），这是因为在与空气高速摩擦的过程中，空气粒子强烈撞击飞船表面，会产生超过2000℃的高温。在返回舱的底部安装了一层“防热大底” ，它由高度耐热的烧蚀材料制成，用来保护返回舱不被烧毁。

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防热大底通过烧蚀来保护飞船
有朋友问，咱们的神舟飞船看起来像一个倒扣的大钟，这个大铁疙瘩表面没有姿态控制装置，它是怎么保证在空中始终是大头向下、让防热大底朝向前方的呢？
神舟飞船返回舱的表面其实设有几个用于调整飞行姿态的发动机。由于携带燃料的限制，这些发动机不能一直开着，只会在姿态失稳时才会自动开启。保证飞船姿态稳定的秘诀其实还在返回舱设计本身。
地球大气层不是一个均匀体，有的地方密度高有的部分密度低，并且大气是时刻流动变化的，这是我们看天上星星会“一闪一闪”的原因。飞船如何在变幻不定的大气层中保持稳定飞行呢？