Frank De Winne keert op 1 december samen met twee collega's terug naar de Aarde. Na een verblijf van meer dan zes maanden aan boord van het internationaal ruimtestation ISS zal de Belgische ruimtevaarder terugkeren met de Soyuz TMA-15 ruimtecapsule die hem in mei van dit jaar voor een tweede maal de ruimte inbracht. Doordat Frank De Winne meer dan zes maanden in een gewichtloze omgeving heeft geleefd, zal hij na zijn terugkeer een maanden lange revalidatie moeten ondergaan zodat zijn lichaam opnieuw kan recupereren.
Ondanks de vele uren sport en het aangepaste voedsel aan boord van het internationaal ruimtestation zullen de spieren en beenderen van de ruimtevaarders sterk verzwakt zijn. Afgezien van de Soyuz 1 en Soyuz 11 ruimtemissies liep de terugkeer van een Russische Soyuz ruimtecapsule naar de Aarde steeds goed af. In dit artikel wordt een overzicht gegeven over hoe de terugkeer van een Soyuz ruimtecapsule eruit ziet en wat er gebeurd eenmaal Frank De Winne terug Aarde is.
Overzicht fases terugkeer naar de Aarde
In tegenstelling tot de tweedaagse reis naar het internationaal ruimtestation ISS duurt de terugkeer van een Soyuz ruimtecapsule naar de Aarde slechts 3,5 uur. Tijdens de terugkeer en landing van de Soyuz TMA-15 ruimtecapsule zal Frank De Winne een Russisch Sokol-KV2 ruimtepak aanhebben. Elke Soyuz ruimtecapsule bestaat uit drie modules. Het is enkel de zogenaamde Descent Module of terugkeermodule, waarin zich de drie ruimtevaarders bevinden, die zal terugkeren naar de Aarde. Eenmaal het Soyuz TMA-15 ruimtevaartuig, met aan boord Frank De Winne, Robert Thirsk en Roman Romanenko, zich losgemaakt heeft van het ISS zal dit met een snelheid van 0,1 meter per seconde wegvliegen van het ruimtestation. Ongeveer drie minuten na de ontkoppeling met het ISS zal de Soyuz ruimtecapsule gedurende vijftien seconden lang zijn raketmotoren ontsteken voor een 'separation burn'. Eenmaal Frank De Winne en zijn collega's zich op een afstand van 19 kilometer van het ISS bevinden, zal de Soyuz TMA-15 ruimtecapsule de raketmotoren opnieuw voor 4 minuten en 21 seconden tot ontbranding brengen. Deze 'deorbit burn' zal er uiteindelijk voor zorgen dat het ruimtevaartuig zich uit zijn vaste baan om de Aarde begeeft. Net voor de Soyuz ruimtecapsule begint aan zijn afdaling in de atmosfeer worden de Descent Module en Instrumentation/Propulsion Module van elkaar gescheiden. Op een hoogte van ongeveer 125 kilometer begint de zogenaamde 'Entry Interface' waarna de capsule aan de buitenzijde zeer heet wordt als gevolg van wrijving met de luchtlagen. Vijftien minuten voor de landing wordt een kleine parachute geopend waardoor de snelheid van de Descent Module van 230 meter zakt naar 80 meter per seconde. Hierna opent zich uiteindelijk de hoofdparachute die de snelheid opnieuw doet zakken naar 7,2 meter per seconde. Twee minuten voor de Descent Module landt worden zes Soft Landing Engines op een hoogte van 1 meter boven de grond tot ontbranding gebracht waardoor de snelheid een laatste maal zakt naar 1,5 meter per seconde.
Manieren van terugkeer in de atmosfeer
Automatically-Controlled Descent
De Automatically-Controlled Descent terugkeer is de meest normale en gebruikte manier van terugkeer naar de Aarde bij de Russische Soyuz ruimtevaartuigen. Bij deze manier van terugkeer zal de Soyuz Descent Module een zachte landing maken op het aardoppervlak in een vooraf aangeduid gebied. Net voor de bemanning zal beginnen aan hun afdaling zal deze de nodige coördinaten inbrengen in de computer aan boord van de ruimtecapsule waarna alle taken automatisch uitgevoerd worden. Tijdens een Automatically-Controlled Descent terugkeer in de atmosfeer ervaren de ruimtevaarders aan boord van de Descent Module een maximale versnelling van 3,9G (1G = eigen lichaamsgewicht).
Manually-Controlled Descent
De ruimtevaarders aan boord van een Soyuz ruimtecapsule kunnen op gelijk welk moment tijdens de terugkeer naar de Aarde beroep doen op de Manually-Controlled Descent modus. Deze omschakeling is onomkeerbaar en houdt in dat de ruimtevaarders zelf de controle over de Descent Module hebben. Ruimtevaarders die met een Soyuz de ruimte ingaan worden op een manuele terugkeer in de atmosfeer uitvoerig getraind.
Ballistic Descent
In het geval de ruimtevaarders aan boord van een Soyuz ruimtecapsule geen beroep kunnen doen op een Manually-Controlled Descent zal de terugkeercapsule een ballistische afdaling maken in de atmosfeer van de Aarde. Dergelijke afdalingen worden uitgevoerd wanneer bepaalde onderdelen of controlesystemen aan boord van de Descent Module het plots begeven. Bij een ballistische afdaling zal de terugkeercapsule de atmosfeer induiken onder een steilere hoek dan gewoonlijk waardoor de bemanning af te rekenen krijgt met meer G-krachten (maximaal 9G). Wanneer een Soyuz ruimtecapsule een ballistische afdaling maakt, zal de capsule naast de plek landen die normaal voorzien was waardoor reddingsteams er veel langer over doen om tot bij de bemanning te geraken.
Na de landing
Aangezien een Soyuz ruimtecapsule een landing maakt in de verlaten steppe van Kazachstan moet de bemanning even wachten alvorens deze uit hun ruimtetuig bevrijdt worden. Het Russische Federal Management of Research and Aerospace Rescues was tot 2006 verantwoordelijk voor het opvangen van de ruimtevaarders nadat deze veilig landde op de Aarde. Na 2006 werd deze taak overgenomen door de Russian Federal Aeronavigation Service. Dit gespecialiseerd reddingsteam is getraind om eerste hulp toe te dienen indien nodig en beschikt over enkele Mi-8 helikopters en speciaal uitgeruste trucks waarmee men zich snel naar de Descent Module kan begeven. Eenmaal men de terugkeercapsule gelokaliseerd heeft, zal het reddingsteam de ruimtecapsule openmaken waarna men de ruimtevaarders uit de Descent Module zal helpen. Aangezien Frank De Winne en zijn twee collega's gedurende zes maanden lang verbleven hebben in een gewichtloze omgeving zullen zij niet in staat zijn om zelf te lopen. Om even aan te passen aan de zwaartekracht van onze planeet worden de ruimtevaarders even in ligstoelen gezet met een warm deken op hun ruimtepak. Een belangrijke traditie bij de terugkeer van een Soyuz ruimtecapsule is dat de bemanning bloemen, zout en brood in ontvangst mag nemen eenmaal ze zich uit het ruimtetuig bevinden. In de nabijheid van de capsule zal men ook een veldhospitaal opzetten waar de ruimtevaarders onderworpen worden aan een eerste medische controle. Hierna worden de drie ruimtevaarders overgebracht naar de stad Arkhalyk die zich in het noorden van Kazachstan bevindt.
