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嫦娥返回舱高空抛物式“打水漂”降落,这一招跟谁学的?

中国航天器返回舱降落一直有一个大家耳熟能详的名字,叫“打水漂式”降落。这是一种可以大幅降低返回舱初始降落速度的有效方法,目前单纯应用“打水漂式”进行飞船降落,世界上独中国航天一家。因为这个称呼最先由中国科学家提出,他的这一措施也因此获得了中国最佳十大创新之一。

我们先来说一说什么是“打水漂”式降落,技术含量在哪,以及为什么中国对此总是情有独钟。

当轨道器返回舱携带样品返回地球附近后,基本任务已经完成,接下来只需要将携带样品的贮存箱送回地球即可。由于飞船降落地球要求技术高、花费大,为了降低成本中国一般都是选择返回舱独自降落,让轨道器与返回舱在预定位置分离。返回舱分离后会根据实时数据由地面指挥中心调整姿态,并打开发动机做初始速度调整,之后令其进入自由飞行状态。在距离地球120公里处也就是大气层边缘时,返回舱速度已达第二宇宙速度,开始进行气动减速,当以一定倾斜角度在黑障区进入稠密的大气时由于阻力变化会发生一次跳跃,就和人们经常玩的打水漂原理和效果一样。于是才有了这个“打水漂”的形象称呼,其实其专业名字应该是“再入飞行”。

如果没跳起来,返回舱会彻底载入地球损毁,跳的过高就会永远无法再次进入地球,在这方面中国经验很足,成功率百分百。

苏联东方一号驾驶舱

在返回舱回到地球这个关键技术上,最先实验并成功的是苏联的东方一号。在这一次的载人太空航行后,返回舱与主体分离,越过厚厚的大气层达到距离地面7千米时,宇航员加加林跳出返回舱。之后两者在不同位置先后打开了降落伞,并成功到达地面。不过返回舱由于速度太快,即使有降落伞保护依然将地面砸出了大坑。

美国太空一号返回地球

中国返回舱与苏联的返回舱降落地球过程相似,不过中国并没有采取人舱分离降落的方式,而是在降速方面充分学习了美国的航天器。美国一向采用载人航天器降落,其在接近地球大气层时会将自己的“倒飞”调整回正飞,并将飞机与密集大气层的仰角调整为40度,这个角度可以让航天器发生一次跳跃,用以大幅降低飞行速度。这种发生一次跳跃的“打水漂”方式,是美国在人类无任何先例的情况下独自首创,效果惊艳,成了减速的有效手段。

嫦娥轨道器与返回舱分离

中国科学家们将美国和苏联飞船降落地球的方式创造性地结合在一起,才有了现在嫦娥返回舱先“打水漂”、后降落伞与动力减速结合达到缓缓落地的效果。

“打水漂”国内外飞行测试减速效果都很优异,中国科学家当然情有独钟了,当然这还和大国先进的科研有关,毕竟能做到的只是少数。

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