第二宇宙速度冲刺下,嫦娥六号如何安全返回地球?
来源:中国航天科普发表时间:2024-06-20 09:42:22浏览量:3313
嫦娥六号完成月背采样后,轨返组合体经过环月飞行等待,将在合适的时机进入月地转移轨道,经过月地转移,最终由返回器将样品带回地球。嫦娥六号再入返回地球时,速度将接近第二宇宙速度,在这么高速的情况下,嫦娥六号将如何实现安全返回地球,并精准落在预选区域呢?
我们熟悉的神舟飞船等
近地轨道航天器
再入返回大气层时
速度通常为
接近每秒约7.9公里的
第一宇宙速度
而嫦娥六号从月球
风驰电掣般向地球飞来
在地球的强大引力下一路加速
速度接近每秒约11.2公里的
第二宇宙速度
这相当于超过30倍音速
每秒3公里多的速度差
带来的力道也大不相同
高速进入大气层的过程
将产生剧烈摩擦
热流急剧提升
如果返回器再入的速度提高1倍
再入热量将提高8-9倍
因此嫦娥六号返回地球
首先要解决的是减速问题
2014年,我国发射
探月三期再入返回飞行试验器
设计师们提出了一个大胆的方案
让返回器采用
半弹道跳跃式再入返回
使我国成为继美苏之后
世界第三个成功实施航天器
从月球轨道重返地面的国家
2020年
经过嫦娥五号的成功实践
半弹道跳跃式返回技术
得到了全面验证
返回器先是高速进入大气层
在气动作用下跃出大气层
借助地球大气层
这个天然屏障产生的阻力
将速度降为类似于神舟飞船返回的
第一宇宙速度
就能轻车熟路地返回地面了
相比近地轨道航天器返回
嫦娥六号返回面临的
气动问题更加复杂
再入热环境条件更为严酷
对气动数据精准度的要求也更为苛刻
为保证着陆安全
还必须完美控制再入角度和再入点
嫦娥六号返回器
从最初返回大气层
到最后在预选着陆场落地
其间要在风驰电掣和大起大落状态下
飞行六七千公里
稍有偏差
返回器就有可能回不到地球
或者无法准确着陆预定地点
那它是怎样做到“指哪打哪”的呢
这很大程度上要归功于
制导导航与控制系统
简称GNC系统
G即制导(Guidance)
根据当前位置和速度
结合落点位置进行制导处理
自动规划出最佳飞行路线
N即导航(Navigation)
高精度导航设备可以在茫茫宇宙中
实时获取自身的位置和速度
C即控制(Control)
通过控制返回器外的发动机
调整返回器姿态
使其沿着规划的轨迹飞行
三者协同工作
就能帮助返回器找到回家的路
将人类第一份
月球背面的月壤带回地球
月球这颗人类千年仰望的古老星球
一直以来仅以一面示人
月球背面的月壤将为我们讲述
那些我们未曾得知的故事
让我们一同期待
嫦娥六号顺利返回
共同见证嫦娥六号
创造新的辉煌
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