嫦娥五號準備回家,為何「打水漂」試降落?

2020-12-10 津雲工作室

  北京時間12月6號5點42分,嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接,6點12分將樣品容器安全轉移至返回器中。這是我國首次實現月球軌道交會對接。接下來要完成的重要工作就是讓軌道器和返回器組合體與上升器分離,進而擇機返回地球。


  今天咱們繼續請天津市科普大使、中國空間技術研究院、天津管委會主任那鑫老師給我們介紹:返回器如返如何像打水漂一樣重回地球懷抱?

  嫦娥五號工程是由四個大兄弟組成的,這四個大兄弟分別是軌道器、返回器、著陸器和上升器。著陸器是最先跟大家分開的,永遠留在了月球表面上;上升器是在把月球的土壤給帶上去之後離開的;離地球5000公裡左右的時候,軌道器也脫開了。


  現在,就剩一個2號兄弟返回器,開始從5000多公裡之外,重新回到地球的懷抱。

  重回地球的懷抱之後,返回器是不是就以第一宇宙速度或者以直線的路線往地球裡扎呢?不是的。因為即使是一個返回器,它的質量也是非常重的,如果從那麼高的高度直接扎入地球的話,或者被燒毀,或者重重的砸向地面。

  那怎麼辦呢?這就涉及到中國一個比較牛的技術,叫載入式返回。


  什麼叫載入式返回呢?

  返回器回到地球的時候,不是直著回去的,而是相當於以打水漂的方式回去的。


  你可以把整個地球理解為一個有彈性的大水球,當你把一個石頭直接往水裡扔的時候,石頭是不是直接就下到水裡了?

  我們可以把返回器理解為石頭,它去往地球的時候不是直落的,而是落到大氣層裡面,這個大氣層表面就相當於一個球體,它是有彈性的,相當於一個水面對它有劇烈的摩擦,摩擦的時候返回器馬上調整自己的角度,把自己垂直方向的角度給調成水平方向了。


  這時它就貼著大氣層飛行了,因為空氣對它有摩擦力,所以嘭就彈出來了,就跟打水漂那石頭一樣。等它進到水裡之後,滑行一段時間,然後通過這樣的作用力,反覆彈出來,彈出來之後再自由飛行一段時間。這時它的下落速度已經大大減弱了,就沒有那麼快砸向地面了。

  彈起來之後,再找一個點自由落體,落到大氣層時已經比較溫和,沒有那麼大衝擊力了,通過大氣層再減速。最後離地面比較近,速度已經降到沒那麼快的時候,在離地球有一段距離時打開降落傘,然後降落傘會帶著返回器,平穩安全的落到預定的地點。


  然後它會發出一個信號,告訴大家它在這,然後工作人員趕緊去找。而且咱們國家現在返回器的落點已經非常精確了,以前要找好幾個小時,現在很容易就能找到返回器,最後才能取得這兩公斤的月球土壤。

  所以整個過程非常複雜。十一個執行階段,非常複雜才能取到這兩公斤的月球土壤。

  工作室實習編輯:趙煜慧

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