从嫦娥五号的“太空打水漂”到天问一号的“侧手翻”

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jameswangchip|  楼主 | 2021-2-16 10:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
#每日话题#
综合媒体报道。2020年12月份,嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇裴照宇介绍说,嫦娥五号选择的再入方案叫半弹道跳跃式再入。“这里面有两个关键,一个是半弹道,一个是跳跃式。”他指出,嫦娥五号以每秒11公里左右的速度再入地球,主要面临两个问题。速度高会带来力的影响、热的影响。采用跳跃式,通过两次再入地球,增大航程增加再入时间,使得力的冲击降低,热的影响也降低。
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“采用半弹道式,就是以初始的再入速度、姿态、再入角等作为再入的初始条件,通过升力控制实现对飞行轨迹的航向控制和俯仰控制,这样就可以更准确地落在预定着落地点。”裴照宇表示,半弹道跳跃式再入解决了落点精度问题和再入过程的力的影响、热的影响问题。

  裴照宇打了一个形象的比方:中国人常玩的“打水漂”就是用一个片石打在水面上,在进入水面之后,水的升力会使片石再一次弹起,然后重力又会让它再一次进入水面以下。嫦娥五号返回的过程与此类似,返回器第一次进入大气之后,大气会给提供一定升力,使它从大气层中出来,进入到大气层外,然后重力又会使返回器再次进入大气层,俗称在太空中“打水漂”。

“为什么要采用这种‘打水漂’的形式回家呢?” 中国航天科技集团五院总体设计部嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰告诉记者,嫦娥五号返回器从月球归来的速度是高达每秒11.2公里的第二宇宙速度,而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒7.9公里的第一宇宙速度,可别小看了这每秒3公里多的差距,航天器如果以过高的速度进入大气层,摩擦产生的剧烈高温将带来极大风险,因此必须解决“减速”问题。中国航天的轨道设计师们,决定借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障,让返回器在太空中潇洒地打个“水漂”。“返回器先是高速进入大气层,再借助大气层提供的升力跃出大气层,然后再以第一宇宙速度扎入大气层,返回地面,整个过程环环相扣,在15分钟内完成。”孟占峰说。
这短短900秒的旅行,凝结了设计师们无数的心血,一次次分析、一次次计算、一次次论证、一次次试验……绞尽了脑汁,费尽了心思,最终成就了太空中精彩一跃,为探测器安全顺利返回打牢了基础。


2021年2月份 ,央视记者从国家航天局获悉,我国首次火星探测任务天问一号探测器刚刚成功实施捕获轨道远火点平面机动。探测器上的3000牛发动机点火工作,将轨道调整为经过火星两极的环火轨道,并将近火点高度调整至约265公里。后续,天问一号探测器还将通过数次轨道调整,进入火星停泊轨道。天问一号进入火星轨道后,飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形,远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的点。“远火点平面轨道调整”就是将天问一号的绕火星飞行路线从“横着绕”变成“竖着绕”,相当于来了个“侧手翻”,这样天问一号就能够对火星的两极进行拍摄,从而完成对火星全球的遥感成像任务。




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jameswangchip|  楼主 | 2021-2-16 11:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 jameswangchip 于 2021-2-16 11:40 编辑

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