人类壮举,顺利实现!今天下午,我国的嫦娥六号返回器顺利着陆于内蒙古四子王旗着陆场,将人类历史上第一份来自月球背面的样本带了回来。
值得注意的是,在返回地面的过程中,嫦娥六号返回器并不是直接朝着地球进发的,而是斜着再入大气层。然后……它竟然被大气层弹了回去!直到第二次再入大气层,它才顺利返回地面。
原来,这不是出现了意外,而是它的既定路线。当初嫦娥五号任务中,返回器也是按照这个模式回来的。用专业术语来讲,这叫半弹道跳跃式再入。
什么叫半弹道跳跃式再入呢?
按照直接的思维来考虑,当嫦娥六号返回器回家的时候,直接完全按照惯性朝地面降落,速度是最快的,这种方式就叫“弹道式返回”。
这种方法确实很快,但问题也出在“快”上了。下降过程中,返回器的速度可以达到每秒差不多11公里,这已经接近第二宇宙速度了。如果按照这个速度再入大气层,那么摩擦会变得极其剧烈,产生极高的热量,最终损毁返回器及其内部的月球样本,导致任务完全失败。
所以,我国航天人采用了这种半弹道跳跃式返回的方法,避免过热的问题发生。
具体来说,就是要控制返回器进入大气层的姿态,让它首先斜着靠近大气层,慢慢进入。在这个过程中,它也会和大气层产生摩擦,但高层大气毕竟稀薄,还不至于烧毁它,而是能起到一定的减速作用。
在下降到距离地表大约60公里的时候,返回器的大底前端会形成一个弓形激波。这个激波可以把返回器弹起来,使其向上跃起,最终再离开大气层。这种动作,又被人们形象地比喻为“打水漂”。
接下来,返回器就会像打水漂的石头一样,再次下降。这一次,返回器就不需要再弹起一次了,因为此时进入大气层的速度已经降到了每秒7.6公里左右,不会再对它和月球样本造成损坏了。
但这不是说着陆过程的难题全部结束了,因为它还要面临一个考验——黑障区。在这里,地面的控制人员会和它失去联络,任务也随之出现未知数。
为什么会这样呢?
原来,即便减速到每秒7.6公里,返回器的速度还是相当惊人的。在和空气摩擦期间,其温度可以超过2000℃。虽然这个温度不足以烧蚀返回器,但会让返回器的周围出现一层等离子体,屏蔽所有的电磁波,因此就会导致我们无法与之联络。
一般来说,黑障区出现在距离地表35~80公里的地方。大家可能注意到了,不论是速度还是高度,返回器在第一次再入大气层的时候都满足这一条件。是的,嫦娥六号返回器在回家的路上,会经历两次黑障区,这对我们的航天人员来说也是一大挑战。
不过,咱们航天人经验丰富,技术高超,自然不会被黑障区难倒,嫦娥六号返回器还是顺利在内蒙古四子王旗着陆,人类历史上第一次月背采样任务圆满完成。
接下来,这份珍贵的样本就要拿去给科学家们进行研究了。甚至连美国、澳大利亚这样的西方国家,也眼巴巴地期待着我们将月壤分享出去。不过,这份样本到底怎么分配,还是我们自己说了算。他们能不能拿到,那就看他们的表现了~