Спуск космического аппарата на поверхность Земли является одной из сложнейших проблем, связанных с осуществлением космического полета. Чтобы аппарат мог уменьшить скорость полета и перейти на траекторию спуска, он должен иметь на борту тормозной реактивный двигатель, создающий обратную тягу. По завершении программы полета специальная система производит ориентацию аппарата в определенном направлении. В результате этого аппарат переходит на траекторию спуска (фиг. 1). В зависимости от конструкции аппарата может быть осуществлен:
— спуск по баллистической кривой;
— планирующий спуск.

Сопротивление воздуха, а следовательно, и перегрузка, действующая на космический аппарат, может достигать весьма больших значений, если его движение со скоростью, близкой к космической, происходит на малых высотах. Поэтому снижение космического аппарата производится по такой траектории, на которой обеспечивается постепенное уменьшение скорости его движения по мере уменьшения высоты. Этому требованию удовлетворяют траектории с малыми углами входа в плотные слои атмосферы (фиг. 2). Расчеты показывают, что увеличение угла входа в плотные слои атмосферы приводит к значительному возрастанию перегрузки. При пологих траекториях спуска (до 2—3°) максимальное значение перегрузки составляет около 8—10 единиц. Спуск космического корабля «Восток-1», на котором летал Ю. А. Гагарин, продолжался 30 мин. После того как был включен тормозной двигатель, корабль перешел с орбиты спутника Земли на траекторию спуска. Пройдя плотные слои атмосферы, он приземлился в заданном районе.
Трение космического аппарата о воздух вызывает интенсивный нагрев его оболочки. Особенно сильный нагрев происходит на относительно малых высотах (40— 50 км), где плотность атмосферы достаточна велика. Летчик-космонавт СССР А. Г. Николаев так рассказывает о посадке корабля «Восток-3»: «После автоматического включения тормозных ракетных двигателей Меня стало жать к сиденью. Корабль вздрагивал, вибрировал. Создавалось впечатление, как будто едешь в телеге по ухабистой дороге. В иллюминаторе корабля отчетливо было видно, как вокруг меня бушевал огненный вихрь. Косматое пламя красного, оранжевого, желтого — всех цветов, срывалось с обшивки. Было страшно, но я знал, что так и должно быть, и сохранял спокойствие». В печати уже сообщалось, что спуск советских космических кораблей осуществляется автоматически. Но космонавт может взять управление на себя и произвести посадку одним из двух способов: вместе с кабиной или на индивидуальном парашюте после катапультирования.

Рассмотрим теперь второй вариант спуска космического аппарата, имеющего несущие поверхности (крылатый спутник), которые создают подъемную силу — так называемый планирующий спуск
Подъемная сила позволяет в этом случае обеспечить поддержание малого угла входа в плотные слои атмосферы, т. е. сделать траекторию спуска очень пологой. Вследствие этого торможение аппарата происходит в основном на больших высотах в разреженных слоях атмосферы и в течение большого времени. Поэтому перегрузки у планирующего аппарата оказываются значительно меньшими, чем при осуществлении спуска по баллистической кривой. На фиг. 1 изображены две возможные траектории движения космического аппарата после вхождения в плотные слои атмосферы: траектория Тзяна и траектория Зенгера. По проекту китайского ученого доктора Тзяна, самолет, совершая крутое планирование, входит в атмосферу.
При этом начинает действовать подъемная сила его несущих поверхностей и дальнейшее движение самолета представляет собой планирующий полет. По проекту немецкого ученого Зенгера, планирующий полет должен происходить по волнообразной кривой, напоминающей «затухающую синусоиду». Самолет, летящий по нисходящей ветви баллистической траектории, после попадания в плотные слои атмосферы как бы рикошетирует, «отталкивается» несущими поверхностями от плотных слоев атмосферы. После каждого такого отталкивания самолет вновь устремляется вверх. При каждом проникновении в плотные слои атмосферы самолет расходует часть кинетической энергии, вследствие чего высота прыжка после каждого вхождения в атмосферу уменьшается и одновременно снижается скорость полета. В итоге самолет переходит на планирующий спуск и совершает посадку.
Ученые думают и о будущем. Условия межпланетных полетов будут отличаться от условий полетов в околоземное космическое пространство. Отсутствие атмосферы или отличие ее от земной, иные гравитационные силы, различия в плотности грунта предъявят новые требования к методике снижения и к посадочным устройствам космических аппаратов. Например, отсутствие атмосферы на Луне не позволит воспользоваться парашютом. Придется прибегнуть к помощи ракетного двигателя. Он будет тормозить падение корабля, а в последний момент создаст газовую подушку, и корабль опустится на поверхность. Чтобы человек мог безопасно «приземлиться» на другой планете, необходимы дальнейшие поиски, новые конструкторские решения и новые биологические исследования.
— спуск по баллистической кривой;
— планирующий спуск.

Фиг. 1. Траектория спуска космического аппарата с круговой орбиты. А—включение тормозного двигателя и переход на траекторию спуска, 1—участок траектории, лежащей вне плотных слоев атмосферы. 2—атмосферный участок траектории при баллистическом спуске, 3—атмосферный участок траектории при планирующем спуске (траектория Тзяна), 4—траектория Зенгера
Рассмотрим первый способ — спуск по баллистической кривой
Сопротивление воздуха, а следовательно, и перегрузка, действующая на космический аппарат, может достигать весьма больших значений, если его движение со скоростью, близкой к космической, происходит на малых высотах. Поэтому снижение космического аппарата производится по такой траектории, на которой обеспечивается постепенное уменьшение скорости его движения по мере уменьшения высоты. Этому требованию удовлетворяют траектории с малыми углами входа в плотные слои атмосферы (фиг. 2). Расчеты показывают, что увеличение угла входа в плотные слои атмосферы приводит к значительному возрастанию перегрузки. При пологих траекториях спуска (до 2—3°) максимальное значение перегрузки составляет около 8—10 единиц. Спуск космического корабля «Восток-1», на котором летал Ю. А. Гагарин, продолжался 30 мин. После того как был включен тормозной двигатель, корабль перешел с орбиты спутника Земли на траекторию спуска. Пройдя плотные слои атмосферы, он приземлился в заданном районе.
Трение космического аппарата о воздух вызывает интенсивный нагрев его оболочки. Особенно сильный нагрев происходит на относительно малых высотах (40— 50 км), где плотность атмосферы достаточна велика. Летчик-космонавт СССР А. Г. Николаев так рассказывает о посадке корабля «Восток-3»: «После автоматического включения тормозных ракетных двигателей Меня стало жать к сиденью. Корабль вздрагивал, вибрировал. Создавалось впечатление, как будто едешь в телеге по ухабистой дороге. В иллюминаторе корабля отчетливо было видно, как вокруг меня бушевал огненный вихрь. Косматое пламя красного, оранжевого, желтого — всех цветов, срывалось с обшивки. Было страшно, но я знал, что так и должно быть, и сохранял спокойствие». В печати уже сообщалось, что спуск советских космических кораблей осуществляется автоматически. Но космонавт может взять управление на себя и произвести посадку одним из двух способов: вместе с кабиной или на индивидуальном парашюте после катапультирования.

Фиг. 2. Перегрузки, возникающие при вхождении космического аппарата в плотные слои атмосферы. φ—угол входа в плотные слои атмосферы
Рассмотрим теперь второй вариант спуска космического аппарата, имеющего несущие поверхности (крылатый спутник), которые создают подъемную силу — так называемый планирующий спуск
Подъемная сила позволяет в этом случае обеспечить поддержание малого угла входа в плотные слои атмосферы, т. е. сделать траекторию спуска очень пологой. Вследствие этого торможение аппарата происходит в основном на больших высотах в разреженных слоях атмосферы и в течение большого времени. Поэтому перегрузки у планирующего аппарата оказываются значительно меньшими, чем при осуществлении спуска по баллистической кривой. На фиг. 1 изображены две возможные траектории движения космического аппарата после вхождения в плотные слои атмосферы: траектория Тзяна и траектория Зенгера. По проекту китайского ученого доктора Тзяна, самолет, совершая крутое планирование, входит в атмосферу.
При этом начинает действовать подъемная сила его несущих поверхностей и дальнейшее движение самолета представляет собой планирующий полет. По проекту немецкого ученого Зенгера, планирующий полет должен происходить по волнообразной кривой, напоминающей «затухающую синусоиду». Самолет, летящий по нисходящей ветви баллистической траектории, после попадания в плотные слои атмосферы как бы рикошетирует, «отталкивается» несущими поверхностями от плотных слоев атмосферы. После каждого такого отталкивания самолет вновь устремляется вверх. При каждом проникновении в плотные слои атмосферы самолет расходует часть кинетической энергии, вследствие чего высота прыжка после каждого вхождения в атмосферу уменьшается и одновременно снижается скорость полета. В итоге самолет переходит на планирующий спуск и совершает посадку.
Ученые думают и о будущем. Условия межпланетных полетов будут отличаться от условий полетов в околоземное космическое пространство. Отсутствие атмосферы или отличие ее от земной, иные гравитационные силы, различия в плотности грунта предъявят новые требования к методике снижения и к посадочным устройствам космических аппаратов. Например, отсутствие атмосферы на Луне не позволит воспользоваться парашютом. Придется прибегнуть к помощи ракетного двигателя. Он будет тормозить падение корабля, а в последний момент создаст газовую подушку, и корабль опустится на поверхность. Чтобы человек мог безопасно «приземлиться» на другой планете, необходимы дальнейшие поиски, новые конструкторские решения и новые биологические исследования.