浓烈难咽下|嫦娥五号返回舱被烧得几乎成了煤球,其在回来时经历了什么?( 三 )


几乎面目全非的返回器
嫦娥五号的返回器在完成它的任务后 , 成功的降落至指定地点 , 这是中国乃至世界无人月球采样的首次大成功 。 此次任务的影响力在全球范围内都有体现 , 就连美国也希望中国能够分享这次的经验成果 。
然而 , 科研人员来到降落地点看见的却是一个黑不拉几的“煤球” , 嫦娥五号被烧得几乎面目全非 , 与之前发射上去白净的面貌截然不同 , 嫦娥五号返回舱回来时经历了什么?难道降落伞也不能保证摩擦所带来的影响吗?
空气的动能影响集中体现在物体速度上 , 飞行运动在低于音速时 , 气流的微弱扰动扰动向四周散开 , 无法集中起来 。 当超过音速时 , 扰动来不及传到飞行器前面 , 便会使空气受到飞行器的压缩 , 形成集中的强扰动的激波 , 速度越快所形成的动能越强 。 只要火箭飞行时的最大速度不超过3公里每秒 , 便不会引起强烈的激波效应;到了接近平流层的位置 , 空气便会越来越稀薄 , 这时空气的影响也会逐渐降低 , 即使到达了宇宙第一速度也不会引起燃烧 。
对于嫦娥五号来说 , 为了寻找合适的轨道点和获取足够的速度离开月球 , 绕月飞行后会逐渐增加速度开始冲向地球 。 如果让返回器像流星一样直冲冲的飞向地球 , 那肯定会和陨石一样发生解体并烧毁在大气中 , 为了不让这种情况发生 , 返回器设计的钝形外观能够在降落途中尽可能的让激波锋面远离自身 。 返回器到了地球上空的“卡门线”下 , 空气密度会随之增高 , 嫦娥五号在飞行的过程一度达到了宇宙第二速度 。
这也是科研人员为什么让返回器以一种半弹道式弹跳降落的原因 , 让返回舱以一定角度再冲向大气层稠密区 , 返回舱锥形的设计能够使其在气流间形成一个升力区域 , 当升阻变高时 , 气流向下推动获得更多升力 , 距地面一定距离时升力超过返回舱自身重力 , 返回舱又会被拉升 , 如此反复如同打水漂一般 , 但即便是这样也依旧要承受高温的炙烤 。
嫦娥五号在之前的试验飞行中就通过实验的数据 , 优化了外观材料的设计 , 在半弹道式的飞行中承受不同“风面”的地方分别使用了7种不同的材料 , 这样不仅在不同位置面对激流加热时还能减轻返回舱的重量 。 科研人员还在返回舱的外层涂抹了会和高温反应汽化的特殊材料 , 这能让返回舱散走大量的热能 。
最后在反复跳跃式的降落中 , 嫦娥五号探测器的返回舱被不断升温加热 , 直到降落地面变成了我们所看见的几乎面目全非的“煤球” , 而这些都在意料和控制之内 , 嫦娥五号也圆满的完成了它的任务 。
结语
探月工程项目的需求推动了技术发展和产业技术的升级 , 月球上的氦3元素对地球未来的能源发展起着至关重要的作用 。 嫦娥五号的成功登月证明了我国的航天技术有了进一步的提高 , 创造了航空航天五项“中国首次”的记录 , 高难度轨道交接和着陆 , 以及月球土壤样本的采集预示着中国航空航天进入到了新阶段 , 这也从侧面证明了我国工业力量的强大 , 同时还极大的提升了国际影响力 , 掌握航空航天的话语权 。
相信在未来我国也会在航天事业上有着更进一步的发展 , 未来的载人登月计划也指日可待 。 为了到达今天这一天 , 我国的科研人员付出了无数的努力和汗水 。 古人对天空的浪漫幻想如今也成为了现实 , 对所有国人来说也增强了民族自信心和凝聚力 。