“神舟九号”飞船分离后制动减速进入返回轨道

     在与“天宫一号”对接后，“神舟九号”飞船跟随太空站升到距地面350千米的轨道上，其运行速度大约为7.692公里每秒。飞船宇航员收到地面指挥中心决定返航的指令后，首先启动分离步骤，将“神州九号”飞船与“天宫一号”分离，成为独立的飞行器。此时，神舟9号仍然在“天宫一号”的轨道上，速度不变。之后航天员需要调整飞船的飞行参数，并启动与飞船飞行方向相反的制动火箭，来减低飞船的飞行速度。飞船速度下降后，其飞行的惯性离心力下降，就逐渐被地球引力向地面拉，飞船就会脱离原来的飞行轨道，进入自由滑行阶段，逐渐过渡到进入大气的轨道。当高度降至距离地面140公里处时，推进舱和返回舱分离，推进舱在穿越大气层时烧毁，返回舱继续下降。

进入大气层的“再入角”至关重要

    自由滑行阶段虽然无动力，但并非无速度。飞船的减速过程和进入大气层的轨道是经过精确计算的，其主要技术要求是在特定高度获得合适的“再入角”进入大气层。这个飞船返回地面的“再入角”，也就是进入大气层时的飞行方向与当地水平面的夹角，是飞船能否安全返回地面的关键。一般情况下这个夹角不能超过3°。再入角过大，飞船进入大气层的速度过快，会产生飞船自身无法承受的热量而被烧毁，像流星一样坠落地面；再入角过小，飞船又会被“弹回”宇宙空间回不了地面，并且由于飞船自带燃料往往很少，会因为无法完成下一次再入轨道调整而就此飞向太空。1965年，首次实现太空行走的前苏联宇宙员列昂诺夫乘坐的“上升2”号飞船在返航时，就因险些错过最佳的再入角，而使宇航员们惊出一身冷汗，幸亏及时调整到位，才避免了可怕的后果。

“神舟九号”采用弹道-升力式返回，比较易于控制

     航天器进入大气层的方式分为弹道式、弹道-升力式和滑翔式。早期的飞船多采用弹道式返回的航天器，像炮弹一样，沿着一条很陡峭的路径返回，不能进行落点控制，过载（也就是超重）比较大（可达8g～9g），接近人体所能承受的极限。弹道-升力式返回的航天器一般都采用钟形结构，在穿越大气层时产生一定的升力，因而能够对其飞行轨迹进行一定控制，落点准确度比较高，过载也较小（不大于4g）。美国的“阿波罗”号系列飞船、俄罗斯的“联盟”号系列飞船和中国包括本次“神舟九号”在内的“神舟”号系列飞船采用的都是这种返回着陆方式。此外，航天飞机采用滑翔式返回，因此回归大气层的压力不会超过1.5g，几名航天员甚至曾在大部分的降落过程中保持站立姿势，以展示这种优异的性能。

飞船表面的吸热和隔热层保护飞船和航天员的安全

     进入大气层时，飞船仍有数千米每秒的速度与大气层摩擦，形成高温。中国的“神舟”系列飞船和俄罗斯的“联盟”系列飞船都是使用一次就不再使用的，因此采用的是烧蚀防热的方法，就是在飞船外使用一种瞬间耐高温材料，一般是高分子材料，在高温加热时，表面部分材料会熔化、蒸发、升华或分解汽化。在这些过程中将吸收一定的热量，这种现象叫烧蚀。烧蚀防热是有意识地让表面部分材料烧掉，将热量带走，从而达到保存主要结构的目的。这些隔热材料在燃烧完毕之后，剩下的是碳化层，飞船底部一团漆黑可以证明保护层牺牲自己，换来了飞船的安全。不过，就返回舱内部而言，由于有防热设计，多个防热层可以保证航天员在里面有一个比较舒适的温度，即使舱壁上是最高温度的时候，舱内的温度也仅在30摄氏度左右。

再入大气层阶段会形成“黑障”，是返回的最危险阶段

      飞船表面达到很高的温度时，气体和被烧蚀的防热材料均发生电离，形成一个等离子区。它像一个套鞘似地包裹着返回舱。于是，在飞行器的周围形成一层高温电离质，因为等离子体能吸收和反射电波，会使返回舱与外界的无线电通信衰减，，对飞船内部造成了电磁屏蔽。此时，地面与飞船之间的无线电通信便中断了，这被称为“黑障”。由于通信不可能，在这一阶段，地面也不能通过任何遥控方式对飞船进行控制，所有的操控都必须通过宇航员自己完成。由于高空、高温、高速、高重力加速度和无法通信，这一阶段就是返回大气层的关键阶段，也是事故易发阶段。
      1971年6月30日，前苏联“联盟11”号宇宙飞船返回舱再入大气层，因分离时返回舱的压力阀门被震开导致密封性能被破坏，返回舱内的空气从该处泄漏，三名宇航员死亡。事后，苏联对“联盟”系列飞船做了改动，将乘员从3人减为2人，并增加了1套生命保障设备，规定在上升、返回段必须穿上航天服。不过这样的防护方式也未必有效。2003年，美国哥伦比亚号航天飞机即将返回地面前16分钟在得克萨斯州上空爆炸解体，共7名航天员全部遇难。美国国家航空和航天局的调查报告认为，宇航员即便有时间穿上防护衣物，在飞机失压后给自己增压，也只能多活一段时间，依旧不可能生还。

多种缓冲手段保证飞船低速着陆

      在距地面40公里左右高度时，飞船就已基本脱离“黑障区”。到大约在距地10千米左右的高空时，飞船的速度已降到每秒330米以下，相当于“音速”。此时，返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压力判定高度，自动打开伞舱盖，首先带出引导伞，引导伞再拉出减速伞。此时返回舱速度大约为180米/秒左右，航天员将会受到很大的开伞冲击力。通过减速伞的作用，返回舱的速度下降到80米/秒左右。减速伞工作16秒钟后，与返回舱分离，同时拉出主伞。这时返回舱的下降速度逐渐由80米/秒减到40米/秒，然后再减至8米~10米/秒。
      然而，飞船即使是以8米/秒的速度着陆，所受的冲击力可能将航天员的脊柱震断。这时，在飞船即将着陆的一瞬间——飞船距离地面大约1米时，安装在返回舱底部的4台反推火箭点火工作，使返回舱速度一下子降到2米/秒以内。与此同时，具有缓冲功能的航天员座椅在着陆前开始自动提升，从而使冲击的能量被缓冲吸收。为了最大限度地吸收冲击的能量，航天员座椅上还铺设了一套根据航天员身材量体定制的赋形缓冲坐垫。

救援人员需要马上接应宇航员出舱和适应重力环境

     飞船着陆后，救援人员要立即接应宇航员。返回舱正常着陆后，如果航天员身体状况良好，那么航天员应首先自行断开胸前的压力调节器，打开面窗，摘下手套，并断开航天服与返回舱内座椅边连接的各种管线（通风供氧、通话、生理信号），然后由舱口攀爬出舱。当然，救援人员应在出舱平台上协助航天员出舱。在本次载人航天的计划中，考虑到神舟九号任务飞行13天，航天员太空工作量大，比较疲劳，立位耐力下降比前几次载人航天飞行要重，所以与前3次航天员自主出舱不同，“神九”航天员将在工作人员协助下出舱，并且出舱后所有活动将全部采取半卧或坐位，以确保航天员安全。
      在太空飞行的宇航员，因长时间处于失重环境，一下子很难适应地面环境，非常需要帮助。在地球上，人时刻受到重力的影响，人的每个动作中肌肉都会习惯性地克服重力用力。在太空期间，人不受重力影响，脊椎也会伸长，人的身高也会比在地面高。当航天员落到地面以后，首次获得重力，需要重新适应。这时航天员会感觉到自己的胳膊、腿非常沉，有点类似于从泳池中出来，但比这更严重，可能会面临平衡失调、心血管功能紊乱、肌肉萎缩等方面的问题，要过一段时间才可能适应，所以叫“重力再适应”。