2020年12月18日
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■回家揭秘

减速 返回器太空“打水漂”

据《北京晚报》报道 嫦娥五号探测器的返回器回到地球,不是走直线,而是在太空中打着“水漂”回来的。采用这种回家方式,因为此次返回器从月球归来的速度是每秒11.2公里。航天器以如此高的速度进入大气层,摩擦产生的剧烈高温将带来极大风险,因此必须解决“减速”问题。中国航天科技集团五院总体设计部的轨道设计师们,巧妙地借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障,让返回器在太空中打“水漂”减速。

“太空水漂”的学名叫“半弹道跳跃式返回”,即在返回器首次进入大气层一定“深度”并滑行一定距离后,调整返回器姿态,使其再次升高,随着返回器的升高,其速度会进一步降低,在降到第一宇宙速度以下时返回器便不再满足成为一颗地球卫星的基本条件,再次开始下落,然后以类似神舟飞船的返回过程返回地球,后面的“回家”方式就轻车熟路了。

值得一提的是,返回器的“太空水漂”全过程是可控的。五院502所为嫦娥五号配备了制导导航与控制(GNC)系统,返回器中的计算机会根据当前的位置和速度信息,结合落点位置进行制导处理,自动规划出一条从返回器当前位置到打开降落伞地点的最佳飞行路径,然后通过向安装在返回器外的发动机发送喷气控制指令,调整返回器姿势,使返回器沿着规划轨迹飞行。

五院总体设计部的嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰说:“返回器先是高速进入大气层,再借助大气层提供的升力跃出大气层,然后再以第一宇宙速度扎入大气层,返回地面,整个过程环环相扣,在15分钟内完成。”