公元2020年5月8日下午13时49分，载人登月先导任务新一代载人飞船试验船返回舱顺利着陆于东风着陆场预定区域，任务圆满完成。一身焦黑的返回舱告诉我们，它的志向不是围绕地球转圈圈，而是朝着载人登月、载人登小行星、载人登火星等一系列星辰大海目标奋勇前进。

顺利着陆的新一代载人飞船试验船返回舱

搭载新飞船升空的长征五号B遥一运载火箭一举刷新了两大纪录，首先这是亚洲第一枚运力超越20吨的大推力运载火箭，再就是搭乘新火箭入轨发射质量达21.6吨的新一代载人飞船试验船成为我国最大单体航天器，此前这一纪录保持者是2017年由长征七号火箭发射入轨的天舟货运飞船。

新飞船入轨的初始轨道是近地点约162公里×远地点约377公里的90分钟轨道，而新飞船目标轨道是远地点8000公里的大椭圆轨道，这是继阿波罗17号载人登月任务之后人类载人级航天器飞抵的最高轨道高度。NASA猎户座载人飞船返回舱此前曾进行过再入测试，但其飞行高度也仅有5000多公里。

新飞船7次轨道提升

新飞船之所以要爬升至更高轨道，目的是验证倒锥形返回舱以接近第二宇宙速度（约33马赫）再入大气层返回地球的能力，用于模拟月地转移返回轨道的再入速度，新飞船只有掌握这一能力才能履行载人登月职能。

航天科技五院公布的载人登月效果图

要从377公里爬升至8000公里需要飞船依靠自身动力进行轨道提升，新一代载人飞船重量是神舟载人飞船的将近3倍，仅新飞船返回舱就有约7吨重量，接近一整艘神舟飞船的重量。

新飞船返回舱重量接近一整艘神舟飞船

新飞船重量占比最大的是服务舱，在执行载人登月任务时服务舱需提供月地转移轨道飞行动力，因此需要携带大量燃料并加强动力推进系统。

服务舱配置有我国容积最大的2900L表面张力贮箱，同时配置有20台姿态控制发动机，服务舱底部主动力系统由4台2500N轨道控制发动机组成。

服务舱底部配置有4台2500N轨控发动机

服务舱主动力系统在此次任务中主要担负7次轨道提升变轨动力，5月8日12时21分，航天飞行控制中心向试验船发出返回指令，整船制动后，服务舱与返回舱于13时33分成功分离，在这一过程中服务舱20台姿态控制发动机为返回舱返回地球建立了初始航向。

新飞船返回舱与服务舱分离

值得一提的是新飞船返回舱配置有新一代无毒HAN基单组元发动机，目前主流火箭发动机有液氧煤油发动机、液氢液氧发动机、液氧甲烷发动机，它们都属于无毒无污染环境友好型发动机，传统的偏二甲肼类发动机由于有剧毒、强致癌、强污染、易燃易爆等非友好属性，但是偏二甲肼类燃料属于常温推进剂，有易储存优势，是弹道导弹以及在轨航天器的主要动力燃料，例如SpaceX公司载人龙飞船的超级天龙座发动机依旧使用偏二甲肼类燃料。

新一代飞船返回舱应用无毒HAN推进技术

为了克服偏二甲肼类发动机的一系列劣势，航天科技六院801所前置布局通过多年攻关努力在新一代HAN基单组元无毒发动机领域后来居上，于2018年进行了在轨验证，使我国成为HAN基单组元燃料发动机领域的领先者。

早在HAN基发动机进行在轨验证之前801所就已于2016年6月开始着手进行新一代载人飞船返回舱HAN基推进系统方案设计，而且直接进入正样飞行产品研制，并于2018年年初交付了推进系统模块产品。

新飞船着陆于东风着陆场预定区域

新一代载人飞船试验船此次发射的主要任务就是验证第二宇宙速度再入返回能力，为载人登月任务实施奠定装备性能基础，但这并非我国首次进行第二宇宙速度再入任务。

五年多前嫦娥五号T1任务中我们就已经掌握第二宇宙速度再入返回能力，当时这艘月球任务飞船以大椭圆轨道绕到月球背面，尔后T1飞船返回舱在服务舱助力下进入月地返回轨道。该型返回舱采用类似神舟飞船返回舱的钟形布局，再入大气层时使用跳跃式弹道，通过二次再入大气减速，一个形象的比喻就是“太空打水漂”。

嫦娥五号T1返回舱

两个月前笔者就预判新一代载人飞船试验船返回舱也会采用类似嫦娥五号T1返回舱的跳跃式弹道，事实证明我的这一预判准确无误。

两个月前预判新飞船采用跳跃式弹道返回

跳跃式弹道需要返回舱二次再入大气层，第一次再入飞船下降至指定速度后，返回舱在强大的弓形激波作用下被反推至大气层外，尔后二次再入，此时的速度与近地轨道再入返回速度已相差无几。

官方公开的新飞船跳跃式弹道

新飞船返回舱采用倒锥形布局比嫦娥五号T1飞船的钟形返回舱大幅增加了升阻比，机动能力更强，更有利于进行跳跃式弹道再入返回，也有助于提高返回舱落点精度。

不同于神舟飞船返回舱金属结构与防热材料一体成型工艺，新飞船采用可拆卸隔热瓦设计，隔热性能是神舟返回舱的3倍，返回地球后通过更换隔热瓦即可实现重复使用，降低飞船长期运营成本。

可拆卸隔热瓦

新飞船返回舱顶部是可展开式机构，里面可以包裹空间交会对接机构，有隔热结构保护也可以重复使用。以往神舟飞船对接机构安装在轨道舱上，返回舱返回地球后对接机构无法重复使用。

返回舱顶部为可展开重复使用对接机构

经过二次再入的新飞船返回舱还不能高枕无忧，接下来它还将验证群伞降落与气囊缓冲着陆技术，神舟返回舱只有一枚1200平方米减速伞，而新飞船由于再入重量是神舟飞船的三倍，因此需要更大面积的减速伞，而减速伞难以无限放大，因此配置有三枚760平方米减速伞，也被称为“群伞减速”。

群伞高空投放试验

早在四年多前航天科技五院508所在北疆地区完成了我国首次特大群伞试验，群伞在提供更小降落速度的同时也提高了安全性，即便有一枚减速伞没有打开也不会构成致命后果。

群伞展开技术较为复杂，如何做到在高空气流环境下的互不缠绕需要通过多轮试验验证技术方案。2016年12月7日首次用于航天领域的大型群伞系统开始加工，2018年应用于新飞船的减速伞正式通过强度考核，标志着新飞船群伞装置正式完成产品研制。

减速伞强度试验

返回舱落地瞬间也需要缓冲着陆装置，神舟返回舱大底在着陆前会被抛掉，尔后反推火箭点火实现缓冲着陆，较高的方案复杂度也带来了安全隐患，历次神舟返回舱着陆时有直立形态，也有倾倒形态。新飞船返回舱应用了缓冲气囊装置，在多数情况下能以直立形态着陆，属于无损着陆技术，安全性更高。

气囊缓冲装置由高强度复合材料制备而成，具备7吨级大载重缓冲着陆能力，触地着陆瞬间为百毫秒级，需要气囊在短时间内完成充气放气两个环节操作，着陆的同时就需要气囊同步放气，否则返回舱也有被弹起跌落风险。

研制团队经过大量攻关，研制出高灵敏度着陆敏感器和排气口火工切割器，使着陆缓冲机构能够精确按照舱体过载实时进行主动排气控制，保证了系统工作的可靠性。

气囊缓冲试验

新一代载人飞船试验船于2017年1月开始进行方案设计，至2019年12月完成研制，历时3年时间，周期之短速度之快超越了所有国际同行。

反观猎户座载人飞船自2006年正式开始研制时至今日已有将近十四年时间，但还没有实施过完整的飞船在轨飞行任务，只在2014年进行过单一返回舱再入试验，为什么我们可以这么快？

早在四年前我们就已经发射新飞船缩比试验船

首先要感恩祖国赋予我们的强大国力，让航天人有条件进行前置部署，新一代载人飞船事实上至今还没有立项，但我们不仅拥有看得见摸得着的飞船，而且已经完成了首次在轨飞行与再入验证任务。

再就是因为我们有一群仰望星空胸怀远大理想的航天人，载人航天工程副总设计师张柏楠两年前曾说，如果我们等先立项再研制，在激烈的国际竞争中就会落后。因此必须提前投入。新一代载人飞船，我们力争跟国际同步。

星辰大海的梦想我们绝不仅仅是说说

得益于超前部署，如今我们不仅实现了跟国际同步，更是领先于NASA的猎户座飞船实现完整版深空飞船在轨飞行测试，我国新一代载人飞船是当今世界唯一具备挑战载人登月任务能力的新型深空飞船。

嫦娥探月工程是21世纪人类探月先锋力量，如今新一代载人飞船又在载人登月领域率先打响了开头炮。星辰大海的梦想我们从来不只是说说，而是身体力行实践，在实践的过程中航天人默默无闻，得来的结果就是“闷声发大财”。

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新飞船太空打水漂！返回舱一身焦黑落地，率先打响载人登月开头炮