6月25日,嫦娥六号返回器带着在月背采集的月壤安全返回地球,返回过程全程直播,引起国内外媒体的高度关注。这次月球取样返回,不少中国人表示内心很平静的,但是外国媒体就不平静了,特别是英美两国酸的不得了,连中国要殖民月球这样的话都说出来了,妥妥的宣扬中国威胁论。

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最搞笑的是印度,在嫦娥六号返回器回到地球时,印度网友也来蹭热度,他们放出了印度回收返回舱的画面,他们的返回舱上漆都没有掉,而嫦娥六号表面已经被烧焦了,这下印度人说他们赢了。好多不搞清楚真相的国内媒体还在那附和,有些媒体还一本正经的帮嫦娥六号找借口,什么嫦娥六号返回器遇到的太空垃圾多之类的,各种理由都有。

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其实印度的那个压根就不是返回舱,印度人从来没有从地面发射火箭,然后再回收过,网上爆出的图片是载人火箭的逃逸塔。

这个逃逸塔的设置目的就是火箭在升空到入轨道阶段如果出了问题,宇航员可以逃生。网上爆出的印度漆都没有掉的逃逸塔回收高度只有17公里,连地球大气层的边都没有到,它落下来的时候速度也没有多快,与大气摩擦不至于产生高温。所以这个逃逸塔表面没有任何烧灼的痕迹,印度人这次搞了一个“指塔为舱”。

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说回嫦娥六号,很多人感到好奇,火箭升空的时候表面都没有燃烧,怎么回来再入大气层时,返回器表面温度这么高呢?

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其实这是一个高中物理问题,运载嫦娥六号的火箭是长征五号遥八型,它要把嫦娥六号探测器推向太空,理论上首先要把速度加到7.9公里/秒,也就是第一宇宙速度。实际上到达7.8公里/秒就能入轨了,入轨以后整流罩脱离,探测器才露出来。这时虽然速度大,可已经进入太空了,没有大气层速度再快表面也不会有高温。

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进入轨道以后,嫦娥六号还需要加速,把速度加到11.2公里/秒,只有这样才能摆脱地球引力的束缚。飞船沿抛物线飞行,轨道半径逐步增大最终与月球相当,然后进入月球轨道。因为月球质量很小,嫦娥六号还要减速,否则就飞过了头。落月采样完成之后,嫦娥六号加速飞行,与月球轨道上的返回器对接,之后返回器带着月壤回到地球。

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在回来的过程中,返回舱不断的缩小对地球的轨道半径。这时地球的引力在起作用,使得返回舱的速度会越来越快,到达地球大气层边缘时,返回舱的速度又变回了11.2公里/秒,即第二宇宙速度。实际可能会小一些,但还是要远大于第一宇宙速度。糟糕的是,这次要面对大气层灼烧的考验。

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嫦娥六号返回器是怎么进入地球大气的?

不是一下子就进来了,而是在大气层外蹭几圈,打几次水漂,每接触一次,返回器表面温度就要升高一次,动能转化成了热能。速度慢慢降下来后再入大气层,专家把这种方式叫做“半弹道跳跃式再入”。

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即便是这样,返回器表面的温度还是非常高,会接近3000摄氏度,能承受住这个高温的金属少之又少,所以嫦娥六号返回器表面有我国研制的黑科技,主要是一层蜂窝状的隔热层。

这个隔热层隔热的原理很有意思,与大气摩擦温度升高它自己燃烧起来,然后蜂窝里的物质在大气中不断的剥离把热量带走。原理和人跑步后出汗差不多,人体汗液蒸发,水蒸气离开体表带走热量,维持内脏和大脑恒温。

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所以,不要看返回器外面烧的黢黑,里面一点也没有受损,月壤和内部的设备没有丝毫影响,这个技术也是未来载人登月的关键。

当返回器再入大气层时,还会遇到一个难题,那就是黑障。简单来讲就是整个返回器外部温度高得像一个火球,外部被高温等离子体包围,电磁波信号传不出去也进不来。这时返回器的姿态控制就成了难题,这时返回器会自动切换为自主导航模式,按照预定的线路飞行,速度再慢下来,温度降低后通讯就可以恢复了。

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中国航天科技集团的工作人员在接受采访时,第一句话就是“像打靶一样!”不知道美国人听了会作何感想。这个在黑障情况下飞行器自我调控轨迹,也正是高超音速弹道导弹上的核心技术,可不就像是打靶一样吗?美国至今还没有解决这个问题,而在我国航天专家口中说出显得很稀松平常的样子,靠的是无数科研人员辛苦研究的成果。

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