载人航天器上载有航天员,要求航天器再入过载不能超过航天员所能承受的范围。工程上实现返回式载人航天器的再入方式包括弹道式再入的载人飞船返回舱、半弹道式再入的载人飞船返回舱和升力式再入的航天飞机轨道器。
典型的返回式载人航天器的再入方式和再入特性如表所示。
所属国家 | 型号名称 | 再入方式 | 最大再入过载(g0) | 备注 |
苏联 | “东方”号 | 弹道式 | 9~10 | 从绕地轨道返回 |
美国 | “水星”号 | 弹道式 | 7.7~8 | 从绕地轨道返回 |
美国 | “双子星座”号 | 半弹道式 | 4~5 | 从绕地轨道返回 |
苏联 | “联盟”号 | 半弹道式 | 3~4 | 从绕地轨道返回 |
美国 | “阿波罗”号 | 半弹道式 | 6 | 从绕月球返回 |
中国 | “神舟”号 | 半弹道式 | 3~4 | 从绕地轨道返回 |
美国 | 航天飞机轨道器 | 升力式 | 2~2.5 | 从绕地轨道返回 |
返回式航天器再入地球稠密大气层的过程中急剧减速,超高速飞行的再入体前产生激波层,被压缩和加热的炽热气体与再入体表面产生强烈的摩擦和对流换热。为此,需要对返回式航天器采取防热措施。根据不同的飞行轨道、外形以及热载荷情况,航天器再入防热的方式主要有航天器烧蚀防热和航天器辐射防热。再入大气层产生的高温,使再入体周围的气体电离,形成无线波不能透过的等离子鞘套(黑障区)。此时,再入体与外界通信中断。要获得信息,需要采取如存储回收等措施。