第三阶段是再入大气层阶段 。 返回舱在距离地面100千米时开始再入大气层 。 返回舱以7.9千米/秒的速度再入大气层时 ， 会与大气产生剧烈摩擦 ， 使返回舱变成了闪光的火球 ， 周围产生的等离子气体层 ， 屏蔽了电磁波 ， 这时返回舱表面和大气层摩擦形成“黑障” ， 使返回舱暂时与地面失去联系 ， 直到距离地球约40千米处时黑障消失 ， 返回舱与地面的联系又恢复了 。
在再入大气层的过程中 ， 从再入大气层到20千米高度期间 ， 返回舱通过对飞船侧倾角的变化来实现返回升力控制 ， 使返回时的过载不大于4g（重力加速度单位） ， 而且可以比较精确地返回到着陆场 。
第四阶段是回收着陆阶段 。 在距地面约10千米时回收着陆系统开始工作 。 它先打开伞舱盖 ， 然后依次拉开引导伞、减速伞、牵顶伞和主降落伞 。 其中减速伞可把返回舱的速度从200米/秒减至60～70米/秒 ， 主降落伞可把返回舱的速度由70米/秒减至5～6米/秒 。 另外 ， 返回舱降到一定高度（距地面约5.5千米）还要抛掉返回舱的防热大底 ， 以便露出返回舱底部的反推发动机 。 在距地面1米左右时 ， 4台反推发动机点火 ， 使返回舱以大约3米/秒的速度软着陆 ， 从而保证航天员着陆时的安全 。
返回舱安全着陆后 ， 其标位系统开始工作 ， 指示自己所在位置 ， 以使搜索救援系统及时发现目标 。 这次为了能快速而准确地找到返回舱 ， 保证整个任务的成功和航天员的生命安全 ， 航天五院510所新研制了国际救援示位标 ， 它集定位信息获取、数据处理、编码调制发射于一体 ， 具有高定位准确性 ， 可实现紧急状态下救援的可靠性和实效性 。
首次启用副着陆场
在返回舱着陆过程中 ， 着陆场系统将发挥重要作用 。 该系统负责飞船返回舱的返回测量、搜索寻找和航天员的营救 。
选择着陆场涉及许多技术和社会问题 ， 因为选择着陆场不仅要考虑发射场的位置、运行轨道倾角和高度、返回制动点位置、返回舱返回轨道和航天员的安全等 ， 还与我国经度纬度覆盖范围、大陆的地形地貌地质、气象、交通、陆上着陆海上溅落的搜救能力等密切相关 。
根据上述要求 ， 经过大量的勘测、调研、分析和比较 ， 我国最终选择了内蒙古中部四子王旗地区作为主着陆场 。 考虑到气象相关性小、地势平坦开阔、返回机会多、测控设备可充分利用等因素 ， 我国选择了距离主着陆场1000千米的酒泉卫星发射中心东南部地区为副着陆场 ， 即东风着陆场 。
这次“神舟十二号”飞船返回难度比以往大 。 一是因为在“神舟十二号”之前 ， 载人飞船都从固定的轨道返回地球 ， 但在空间站任务中 ， 空间站的轨道高度会随着不同时间节点有一些变化 ， 为了节省空间站推进剂的消耗 ， 将不为了飞船返回而调整空间站的轨道 ， 所以飞船再入点不再是固定的了 ， 为此 ， “神舟”团队对返回轨道重新进行了适应性的设计 ， 使载人飞船返回高度从固定值调整为相对范围 ， 并改进返回的算法 ， 提高了载人飞船返回适应性和可靠性 。
二是因为“神舟十二号”不再是在过去常用的四子王旗主着陆场着陆 ， 而是在东风着陆场着陆 。 东风着陆场位于内蒙古阿拉善盟额济纳旗的中南部地区 。 场区的南部是巴丹吉林沙漠的一条小沙带 ， 东部渐渐进入巴丹吉林沙漠 ， 其理论瞄准点位于载人航天发射场的东南方向 。 场区东西平均宽约120千米 ， 南北长约190千米 ， 从中可以选出几块区域作为着陆区 。 该地区属温带干旱荒漠气候 ， 冬季干冷 ， 夏季炎热 ， 少雨 ， 多风 。 由于该着陆场位于沙漠和戈壁上 ， 也有山地等高凸或坑洼的地形 ， 所以搜索救援难度比以前高 ， 这回将首次检验东风着陆场的搜索救援能力 。

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