嫦娥五号“打水漂”返回地球，验证载人登月，阿波罗大多不敢玩

　　万众期待的“飞车”

　　嫦娥5号返回地球下亿万人的关注，在落地之前，它会在大气中“漂浮”。很多人都有疑惑，为什么飞船不直接降落在地面上，而是在大气层上空跳跃几次。如果不是“铺天盖地”，背后是否有深意？

　　

　　嫦娥5号再入轨道

　　有人说这是为了验证“钱学森弹道”，为以后的军事斗争做技术准备；有国家拦截我们从月球带回来的宝藏。其实，这些说法都是不正确的。“漂浮”是嫦娥5号登月归来需要验证的基本功。以后会经常用到，这个技能嫦娥也不是第一个用了。当美国的阿波罗11号宇宙飞船恰好在水中漂流回地球的。

　　

　　阿波罗11号返回轨迹模拟图

　　为什么没有直接着陆？

　　大家可能已经注意到，嫦娥5号登月时，它的着陆器是直接降落在月球表面的。另一个原因是嫦娥到达月球轨道时，速度已经很低，月球逃逸速度为2.38公里/秒，超过这个速度飞船就飞走了。

　　但是嫦娥从月球回到地球就不一样了。在强大的地球引力作用下，嫦娥会一路加速，到达地球后，其速度将接近11.2公里/秒（第二宇宙速度）。以这种速度进入大气层的后果是灾难性的。如果是载人飞船，大概率会被毁掉。

　　

　　错误的返回角度会造成灾难性的后果

　　地球大气层很厚。虽然离地100公里的高空空气极其稀薄，但对于高速飞行的飞船来说，它的作用却不容忽视。

　　空气对飞船的影响主要有两个：一是阻力，你走得越快，空气阻力越大，减速越快，过载越大；二是与空气摩擦会产生热量，也是速度越快，热量越大。空气阻力和发热量是和速度的平方成正比的，所以一方面我们要在不让船被烧毁的情况下放慢速度，人也要活下来。

　　

　　神舟十号返回，王亚萍出舱

　　如何安全减速？

　　有人说用火箭反推是个好主意。当它到达月球时，会有一个“刹车”动作，也叫近月刹车。但问题是，在返回地球时，速度太快，刹车需要消耗大量燃料。无论是嫦娥5号还是之前的阿波罗飞船，都没有空间承载数十万吨的燃料和强大的发动机。还是要靠大气。减速。

　　科学家们将飞船返回舱的底部做成了一个球形盾牌，上半部分向内折叠成圆锥形或钟形。底面是复杂的耐热结构，同时覆盖有烧蚀材料。这些烧蚀材料在加热时燃烧，将热量散发到空气中。

　　

　　阿波罗11号返回模拟图

　　阿波罗的好运无人飞船高速返回，模拟最坏情况。其中，阿波罗4号计划采用长而直的弹道，不利于散热但相对稳定；阿波罗6号以比较陡峭的角度冲入大气层，其记录的超载超过了宇航员所能承受的极限。结果是阿波罗4号在大气层中“反弹”，变成了“二次进入”。

　　“二进”不是美国人发明的。早在1963年11月，两位英国科学家L.F.Crabtree和D.H.Peckham就提出用这种方法来使航天器减速，达到散热的效果。成员也可以承受其过载。

　　

　　大气层弹跳是通过调整下降攻角完成的

　　根据后来美国宇航局公布的阿波罗飞行计划数据，阿波罗4号的滑点不是故意的，阿波罗11号也在大气层中”Duang”也有运气成分（它的飞行计划中也只有一个G峰值）。

　　

　　阿波罗飞行计划中没有两次过载，所以没有弹跳设计

　　阿波罗11号登陆前预定着陆区天气恶劣，所以休斯顿临时决定改变下降攻角返回舱到一个较低的攻角。另一个备用着陆区。结果航天员告诉他们，出舱后超载没有想象中那么大，感觉很好。尽管美国宇航局在1968年将这种着陆方式描述为“跃入大气层”，但后来阿波罗飞船的飞行表明这只是一次“意外”，因为除了阿波罗17号记录的两个加速度“峰值”外，当另一艘飞船返回后，并没有尝试主动“漂浮”。

　　

　　阿波罗4号的下降轨迹和记录的过载数据

　　NASA知道“漂浮”可以完美解决减速和过载的矛盾，他们为什么不主动去做呢？因为运气只有一次，航天是一门科学，不能一次又一次地赌运气，阿波罗11号的运气太多了，天知道下一次会怎样？

　　

　　阿波罗11号“好运”太多了

　　嫦娥五世为什么要这么做？

　　嫦娥五号返回器结构很简单，任务也很简单，就是把月壤运回地球。这东西不坏，什么超载都不怕，只要热保护到位，直接退回去就可以了。为什么中国科学家“自讨苦吃”而选择“无所事事”？

　　答案只有一个：嫦娥除了带回月壤外，还需要验证载人登月的全过程，包括安全返回技术。

　　美国是第一个将“漂浮在水中”付诸实践的国家，但直到2011年美国宇航局才将其定义为“二次进入”，认为这是载人登月飞船最安全的方式回来。所有的阿波罗报告都对大气返回过程含糊不清，这是为什么？因为说起来容易做起来难！

　　

　　对于航天器来说，地球大气层极其稀薄，入射角极高。弹跳，但是如果从整个地球的角度来看大气层，那就太稀薄了。《浮水》对飞船的入射角上下限有着极其严格的要求。如果飞船的攻角稍微向上一点，飞船就会“弹”入太空，再也回不来了。再低一点，就是拿航天员的性命做赌注。在那个弹道计算机的性能还不如今天的计算器的时代，最明智的做法就是老老实实走，让宇航员长期承受高过载。

　　有些人总挂着“我们落后50多年”的口号，却看不到科技工作者的辛勤劳动。早在2014年，嫦娥5号的试验型号“嫦娥5-T1”实验装置就以“漂浮”的方式成功返回。我们有信心嫦娥5号也能准确着陆，画上圆满句号。

　　

　　嫦娥5-t1成功着陆

　　关于载人飞船是如何返回的，请浏览我这里的文章载人飞船的返回舱是如何保持低头不倾覆的？

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