阿尔忒弥斯二号任务的四名宇航员在完成登月任务后即将返航。根据任务安排，搭载乘组的猎户座飞船预计将于当地时间4月10日晚8点左右在加利福尼亚海岸外的太平洋溅落。

此次任务期间，乘组达到距离地球406,771公里的最大距离，刷新人类离地球最远的纪录。返航阶段的关键环节是以高超音速进入地球大气层并完成减速与着陆准备。

以高超音速进入大气层

猎户座飞船进入地球大气层时速度将超过11公里/秒（约40,000公里/小时），约为普通客机速度的40倍。若以动能衡量，飞船重返时每公斤所携带的动能约为客机的近2000倍。为实现安全溅落，飞船需要在进入大气层后将速度显著降低，使动能接近为零，以便在末段展开降落伞。

飞船减速主要依靠在高层大气中进行受控重返，利用空气动力阻力作为“刹车”。与追求低阻力的飞机不同，重返飞行器通常会采用更“钝”的外形以增加阻力，从而更有效地降低速度。

减速过程会带来显著的过载（g力）。资料显示，一级方程式赛车手在转弯时可承受超过5g的力，接近人类在不发生晕厥情况下可承受的上限。小型无人返回舱可在不到一分钟内完成快速减速，过载可达100g以上，但载人飞行器需要通过利用升力延长减速时间，将过载控制在乘员可承受范围内，使重返过程持续数分钟。

冲击波加热与通信中断

猎户座飞船重返时速度将超过音速30倍。飞船周围形成的冲击波会使空气温度升至超过10,000°C，约为太阳表面温度的两倍。高温还会使冲击波附近空气电离形成等离子体，导致无线电信号在下降最严酷阶段短暂中断，乘组在该阶段无法与外界通信。

轨迹控制与热防护系统

为在极端环境中生存，飞船需要通过精心设计的重返轨迹尽量降低热负荷，并依靠热防护系统保护舱体与乘员。热防护系统可视为覆盖在飞行器外表面的绝缘层，材料与厚度会根据任务需求和受热分布进行定制，重点区域采用更耐高温的材料并进行精确布置。

相关材料在重返过程中会发红并逐步损耗，通过辐射将部分热量带走，减少热量被飞行器吸收。资料指出，正是依靠这种设计，飞船能够穿越温度超过10,000°C的气流环境，而热盾表面温度约为3,000°C。

多数航天器采用烧蚀型热盾，通常由碳纤维与酚醛树脂等材料构成。烧蚀层在吸收能量的同时，会向表面气流释放相对较冷的气体，有助于降低热负荷。猎户座飞船使用的烧蚀材料为AVCOAT，为阿波罗时代返回舱所用材料的改良版本。

阿尔忒弥斯一号热盾表现与二号任务调整

尽管阿尔忒弥斯一号无人测试飞行总体成功，但其重返过程中热盾烧蚀程度高于预期，部分区域出现较大块材料脱落。经过长时间检查与分析，工程师仍决定在阿尔忒弥斯二号任务中沿用同类型热盾。

工程团队认为，阿尔忒弥斯一号热盾材料脱落与“跳跃”式重返阶段的内部压力积聚有关：飞船在首次进入大气层后短暂离开大气层冷却，再进行第二次进入以完成着陆。为降低类似风险，阿尔忒弥斯二号计划对重返轨迹进行小幅调整，继续利用升力控制减速，但减少明显的“跳跃”过程。