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2024-06-25 19:27

嫦娥六号成功返回地球,我们是如何“接住”它的?

本文来自:腾讯新闻,原标题《嫦娥六号成功返回地球,它从月球落下来速度那么高,我们是如何接住的?》,作者:乔乔那颗星星,题图来自:视觉中国


今天看了嫦娥六号返回的直播全程。嫦娥六号从月球返回与航天员从近地轨道返回的过程,还是有很多不一样的地方。



返回速度比神舟飞船高得多


正如标题所言,嫦娥六号相当于是从月球“掉落”下来的,速度非常高,达到了每秒10.9公里!相比之下,航天员从太空返回的最大速度为每秒7.8公里。学过中学物理的朋友或许还记得,嫦娥六号返回的这个速度已接近每秒11.2公里的第二宇宙速度了


采用“打水漂”方式的返回路径


基于嫦娥六号返回的特点,科学家和工程人员为它设计了一种叫“半弹道跳跃返回”的返回路径。“半弹道跳跃返回”俗称“打水漂”,是指航天器在第一次接触大气层后被迅速“弹起”,离开大气层重新进入太空,然后再次进入大气层,直至返回地面的返回路径。“打水漂”这个比喻真是太形象了。



为什么要采用这种复杂的返回方式呢?正如咱们上面提到,嫦娥六号从38万公里的月球落回地球,速度接近第二宇宙速度,比神舟飞船的速度要高得多。


嫦娥六号通过两次与大气接触,能够充分利用大气层进行减速,这样也能够减轻嫦娥六号表面的气动加热温度,降低对防热材料的依赖。另外,这种返回方式还能够降低过载,也为今后载人登月进行技术演练。



根据直播画面,嫦娥六号是在大约120公里的高度以每秒10.9公里的速度接触大气层的,然后在深入大气层60公里处开始反弹上升,爬升到100公里到140公里的高度后,重新以每秒7公里的速度进入大气层直至降落。



可以看出,返回器在进入大气层的第一阶段所积累的热量,在跃回高空后得到了有效耗散,重新进入大气层后,速度就慢得多了。


能利用大气减速就不用燃料


关心航天的朋友都知道,嫦娥六号抵达月球的时候,是利用火箭发动机反推的方式进行减速,那是因为嫦娥六号抵达月球的时候速度本身已经比较低了,不像返回地球一样拥有几乎接近第二宇宙速度的速度。


月球没有大气层,无法利用大气层减速,使用火箭发动机反推减速是必需的。但使用火箭发动机反推减速需要消耗燃料,需要火箭在发射的时候携带更多的燃料。这无疑给火箭增加了负担,降低有效载荷的重量。地球既然有浓密的大气层,肯定要使用气动减速了。


写到这里,我想起了科幻电影《星际穿越》中的一个片段,主人翁驾驶飞船在“水星球”上降落的时候,他的同伴问:“需要用推进剂来减速吗?”主人翁回答:“不,我要用飞船的空气动力学效应来节省燃料。”这也很好地诠释了航天领域对燃料的珍惜程度。


本文来自:腾讯新闻,作者:乔乔那颗星星

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