1957年10月4日，前苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星，正式开启了人类探索太空的历程。
自此以后，越来越多的太空探测器依次进入太空并帮助人类了解更多的太空知识，验证更多的太空理论。然而相较于太空探测器取得的成就，似乎很少有人关心探测器以及宇宙飞船返回地球时的具体操作过程。
飞船及火箭结构图
以今年9月17日神舟十二号载人航天飞船返回舱安全降落为例，在不少人的想象中，或许神舟飞船返回地球的减速过程就是依靠降落伞的帮助。
可实际上，神舟飞船却是在距离地面1米处的高度精准反推着陆，这究竟是如何做到的？而美国又为何从来不用这样的方法？
返回舱需求
事实上，当载人航天飞行器返回地球以后，科学家们需要考虑的事情远比人们想象的要多。
了解近地太空环境的人都知道，所有载人航天飞船在返回地球的时候，都会以一个极高的速度穿越大气层，它们就像来自天外的流星，必须要确保自身材质能够抵抗高速摩擦产生的热量，才能安全的将宇航员送回地球。
不仅如此，在载人航天返回舱的其他设计方面，也有一定的需求。举一个简单的例子，当年在苏联礼炮一号空间站中工作的宇航员，在返回地球的时候就因为返回舱重量过大，空气过滤系统出现故障等一系列问题，最终导致身处返回舱中的三名苏联宇航员因内外气压差过大，在短短四十秒的时间内悉数死亡。
所以只有在确保返回舱没有任何问题的情况下，科学家们才会进一步考虑着陆需求，确保宇航员们在着陆以后不会遭遇任何危险。而在这一点上，世界上任意一个航天大国都在不断尝试改进着陆方式，确保宇航员们能够在毫发无损的情况下安全回到地球。
杨利伟返回地球
着陆方式
从太空探索发展历程中使用过的着陆方式来看，降落伞绝对是每一个国家都绕不开的一种方式。当返回舱到达一定高度以后，安装在返回舱上的降落伞就会及时打开，让返回舱的速度逐渐降低。
可如果仅仅只是依靠降落伞的帮助，根本不可能完全将返回舱的速度降到最低。而之所以会出现这样的情况，主要原因就在于返回舱进入地球大气层中的初始速度实在太大，根本没有合适的降落伞能够为返回舱降落提供帮助。
不仅如此，如果降落伞设计得过大，返回舱的速度确实能够得到进一步的降低，可这又会面临两方面的问题：首先是降落伞装置过大，不利于返回舱的设计工作。
返回舱用的巨型降落伞
当科学家们将过多的空间放在降落伞的安装上，对返回舱的整体设计要求就会增加；其次则是过大或者过多的降落伞，会影响返回舱原本的着陆点，这同样会出现未知的危险。
想象一下，当返回舱在距离地球几千米的高空随意漂流，如果在不加限制的情况下抵达人口密集区上空或者工厂上空，必定会造成十分严重的损失。
精准反推
在这样的情况下，科学家们只能考虑用新的方法来解决这个问题，而反推器的出现，便是在返回舱降落问题中取得的一个重大突破。
既然返回舱会以某一初速度和固定的重力加速度持续不断地落向地面，那么科学家们在返回舱的竖直方向上提供一个相反的力，必定能够有效延缓返回舱的降落速度。
着陆高度
着陆速度问题解决了，着陆高度自然也要列入讨论之中。这个问题其实很容易理解，即便科学家们能够为返回舱提供反推力，让返回舱能够以合适的速度达到地球。可在反推力作用的过程中，总需要一定的时间才行。
如果没有足够的距离来支撑这段时间，返回舱会以超出预定范围的速度抵达地球，这同样会对宇航员造成伤害。
飞船返回舱
然而让许多人没有想到的是，神舟飞船所设计的着陆高度仅仅只有一米的距离。换句话说就是，当返回舱着陆器在距离地面仅仅只有一米的距离时，反推装置才会开始作用，确保返回舱能够平稳地抵达地球。
飞船返回舱
看到这个数值，不少人一定十分担心，毕竟只有一米的距离，一旦出现任何意外，岂不是完全没有办法改变最终的结果？为什么不能将反推力的作用高度设计得更高一些？
答案其实很简单，首先这个距离以及装置是经过成千上万次的实验之后得出的结果，除非是返回舱内部出现某些问题，否则根本不可能有任何意外发生。更重要的是，这种装置主要是辅助作用，要知道降落伞始终都在着陆器上，两者相辅相成。
返回舱开伞
其次，如果作用高度设计得过高，那么当反推力作用装置的燃料消耗完以后，着陆器依旧会以一个较高的速度抵达地球。在这样的情况下，反而会造成危险，毕竟受着陆器的设计限制，反推器的燃料不可能补充太多，好钢要用在刀刃上。
γ射线高度计
既然如此，神舟飞船又是如何测量出一米的高度距离呢？许多人都知道在测量高度差的时候，科学家们都习惯使用大气压强差来判断高度。可事实上，这种测距方式往往会有很大的误差，当这种误差出现在像着陆器这样高精度要求的仪器上面，则通常是致命的。
而神舟飞船所采用的γ射线高度计，也正是在这种需求下出现的一种特殊测距工具。这种高度测距器的主要工作原理就是通过高频率的电磁波段发射并收回信号来判断距离，以此来减小测距误差。
在距离地面仅仅只有一米的地方，大量的γ光子会在抵达地面以后急速返回到着陆器的探测器中，它极高的敏感性恰好保证了着陆器着陆的安全性。借助γ光子反应的帮助，着陆器就可以在第一时间做出反应。反之，如果是用大气压强测量距离的话，或许在收回信号的那一刻，着陆器就已经抵达了地面。
根据数据资料显示，当神舟飞船在抵达相差地面一米左右的距离以后，反推发动机就会在20毫秒的时间内收到点火信号，用极快的速度紧急刹车，确保着陆器平稳降落。就这一点上来说，我国自行研制的γ射线高度计即便放眼全球也是精度以及准度最高的国家。
除去我们国家之外，其实俄罗斯方面也同样适用γ射线高度计帮助着陆器安全到达地面。而除去返回舱抵达地面之外，太空探测器在其他地外天体中着陆也会使用同样的方式。以嫦娥系列航天器探月为例，γ射线高度计就一直是探测器平安抵达月球地表的重要保障。
美国的选择
那么既然中俄两个国家都已经证明γ射线高度计的安全稳定，为什么美国却从来没有使用这样的降落方式呢？这就要从三个国家不同的国情开始说起。
即便是不了解中美俄三国航天发展差距的人也一定知道三个国家的海军实力对比，美国第一、俄罗斯中国则稍弱一些。毕竟美国之所以被称之为当前世界上最强大的国家，主要原因就在于美国强大的海军舰队。
因此，当中美俄三个国家的宇航员从太空返回以后，中国与俄罗斯都会让着陆器在陆地着陆，而美国则习惯让宇航员在海洋中着陆。那么这两者是否会有什么差别吗？答案是肯定的。
当美国选择海面着陆以后，自然能够在反推器设计上节约空间和资源，集中力量研究其他方向。而它们之所以能够选择海洋着陆，主要原因就在于强大的美国强大的海军能够在短时间内对太平洋或者大西洋相关海域展开搜救行动，这对于美国而言，完全是驾轻就熟的一件事情。
可中国和俄国却没有办法做到这一点，首先是以俄罗斯而言，如果每一次都选择海上搜索救援宇航员，必定会为此花费大量的经济，这对于俄罗斯而言是不划算的。更重要的是，在俄罗斯漫长的海岸线上，并不是每一处都会有海军驻守。一旦宇航员降落在远离海军基地的地方，俄罗斯还需要花费更多的精力搜救。
而我们国家也同样如此，与其将大量的人力物力花费在搜救这件事情上，不如让宇航员们平安地降落在陆地上。不仅如此，如果未来能够设计出更好更稳定的降落方式，我国在太空领域的实力必将得到进一步提升。
未来的发展
就海洋降落以及陆地降落这两件事情来说，其实并没有多大的区别，也没有所谓的优劣之分，完全是中美俄三个国家的不同选择。或许在不久的将来，当国家发展逐渐改变以后，中美俄三国都会研发出更加精巧、更加震撼人心的着陆装置。到了那个时候，曾经困扰科学家们的降落问题，自然就会成为历史。
关于未来的太空发展，很多人都会十分疑惑，为什么要如此大力地发展太空探索。事实上，人类自诞生以来，就一直保持着对地外太空的好奇心。而现如今我们终于有能力能够一窥究竟，科学家们自然不会放过这么好的机会。借助科技高度发展的时代帮助，人类对宇宙了解越多，对人类未来的发展也就更有利。
除此以外，真理也同样是人类恒久不变的追求。举一个简单的例子，在我们的日常生活中，有多少人会真正运用高数、微分解决生活中的难题？那么人类为什么还要持续不断地对这些晦涩难懂的知识展开研究？主要原因就在于了解事实的真相。
在未来的发展进程之中，倘若人类能够研制出性能更强的太空探测器，抵达更远的太空深处，绝对是百益而无一害。就γ射线高度计来说，如果能够有更强的替代品出现，那么无论是宇航员返回地球还是太空探测器降落在其他星球上，都会更加稳定。
21世纪以来，我们国家在太空领域中取得的成就，所有人有目共睹。无论是已经投入工作的天眼，还是正在不断完善的中国空间站，这些都将帮助人类在太空研究中获取更多的知识。只要坚持不懈地发展下去，惊喜一定会出人意料。
