嫦娥五号的上升器在采样完成后会从月面起飞和轨道器对接,转移到返回器中后,上升器脱离轨道器,然后轨道器将从月球环绕轨道上的1.7千米/秒,提升到2.4千米/秒,从月球轨道上逃逸!
很多朋友认为月球轨道上逃逸速度为2.4千米/秒,这个速度并不高,但事实上这是一个大椭圆的环绕地球轨道,远地点在月球轨道附近,近地点在地球附近,这个轨道的近地点速度是能逃离地球的,因为返回轨道的奇点在月球轨道!
所以近地点的速度是会达到11.2千米/秒的地球逃逸速度的,此时降落地球有两个选择,弹道方式返回,减速进入环地球轨道,两种都可以,但很明显前者不需要减速燃料,后者需要大量的减速燃料,因此对于经济性而言,必须首选弹道方式返回!
不过弹道返回有两个问题,diyi个是过载太大,比如1968年9月发射的探测器-5是人类首颗绕飞月球并成功返回地球的航天器,采用了简单的弹道式再入,再入过载高达16g,1976年的luna24返回时过载高达50G,当然对于无人返回也没问题,但极高超音速产生的激波加热的高温,需要更厚实的抗烧蚀材料来抵抗,当然这样会减少有效载荷,会增加设计死重!
所以会采用半弹道,也就是俗称的水漂弹道,精确控制下的飞行器在大气层中打个水漂,也就是高温烧蚀一段时间,然后由于激波升力弹回高轨道,然后再自然落入大气层,速度降低,抗烧蚀性能要求下降,而载荷却增加了,另外这个过程中由于过载是人体极限内,所以未来的载人登月也可以用类似的方式!
水漂弹道怎么拦截?
美国人正为这事头疼呢,因为中国的高超音速武器实在是太诡异了,而且那个高超音速速度不过6-10倍,也就是2-3千米/秒,而嫦娥5号返回diyi次入大气层是11.2千米的第二宇宙速度!第二次入的时候差不多还有环绕速度,7-8千米/秒,这个速度怎么拦?
当然拦截有两种,一种是捕获,一种是摧毁,捕获很难,摧毁相对比较简单,但美国的NMD就是为了摧毁而生,事实却是对这种极高超音速的返回方式根本就无法拦截,有几个关键,diyi次水漂返回应该会在非洲或者印度洋上空,那会高度太高,而且速度太快,无法拦截!
等第二次进入时就已经在内蒙古上空了,这里速度降低,但已经深入内陆腹地,谁敢来拦截?不过拦截一个从月球返回的科学探测器,真有必要吗?
所以各位就放一百个心,嫦娥返回舱,地球上还没有哪个国家敢在太岁头上动土,而且也没那技术!
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