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嫦娥回家——谈谈航天器的返回

发布时间:2014-02-08  原作者:晨枫   点击数:

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  嫦娥三号在12月2日发射,14日在月球表面实现软着陆,把登月车送上了月球,这是1976年之后人类首次重返月球。12月24日,“嫦娥之父”、中国科学院院士叶培建做客科普讲座“珠江科学大讲堂”,谈到嫦娥五号的返回会有一个很大的创新。过去都是直接返回,这一次为了解决落点、着陆角以调整冲击力的问题,决定分离进入大气层后下降到60公里时不直接返回,而是再跃回到近地空间去,然后再返回大气层。“通过这个办法,……可以减少发热,减少着陆角等等,这种返回方式也将是我们的第一次试验。”叶建培也说明,为了增加可靠性,将先发射试验装置,这就是明年发射的嫦娥四号。嫦娥四号将向月球发射但不登月,返回器将用于试验滑翔-返回方式。

嫦娥三号发射成功,中国成功地把玉兔送上了月球。尽管现在玉兔出现了一点技术问题,但这是中国航天的可贵一步

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  自从地理大发现以来,太空成为人类最后的边疆。但相比于把人送入太空,从太空安全返回是更大的挑战。在理论上,火箭推力可以把宇航天器送入太空,反推力也就可以使航天器减速到软着陆。但火箭发射是一个用动能换取位能的过程,返回自然就是用位能换取动能的过程。如果不考虑空气摩擦和燃料消耗的因素,在理论上,上升阶段的助推火箭的推力和燃烧时间该多大,纯粹用反推力软着陆的刹车火箭的推力和燃烧时间也就要多大,这自然是不现实的。航天器减速火箭的减速作用是有限的,只能将航天器的速度降低到不足以维持轨道运行的临界速度以下,以完成脱离地球轨道的动作,对再入后的减速没有作用。一般航天器采用弹道式再入加降落伞的方式。也就是说,像陨石一样在重力作用下自由下落,然后在稠密大气层内一定高度时打开降落伞,用气动阻力减速,实现软着陆。

发射成功只是一半,返回是更大的挑战。神舟返回是传统的弹道式返回

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