6月25日,14:07分,嫦娥六号返回器成功登陆内蒙古四子王旗登陆现场。这是中国第一次创造的人类月背无人采样返回。它代表了中国在航天探索中取得的新里程碑。这个结果是完美的,让华夏的孩子们感到骄傲。看直播的时候,眼泪在眼里打转,这是民族自豪感的共鸣。
但我们从电视直播中看到的回归过程,似乎整个过程都很轻松,其实充满了惊险,让我们一起来梳理一下。
轨道器和返回器开始在距离地面5000公里的高度分离。此时,标准组合位于非洲纳米比亚西南部。轨道分离后,会立即点火,脱离原来的轨道,避免再次坠入大气层。返回器继续按照既定路线向东北移动。
从图中我们可以看到返回舱的高度在不断下降,此时返回舱以11.2公里/秒的接近第二宇宙的速度向地面俯冲。第一次进入大气层的位置在印度洋西侧。轨道返回组合分离约1200秒后,返回器首次进入大气层。此时,返回器位于印度洋西侧。当返回器距离地面60公里(此时位于巴基斯坦和印度沿海地区)时,返回器通过返回器底部前端形成的弓形激波反弹至90公里处(此时位于中国西藏上方)。然后返回舱重新进入(此时位于青海上方)。
返回器具有独立监测大气压力的功能。当返回器坠落到离地10公里的地面时,返回器底部的舱盖被摊开,然后两平方米的减速伞将首次减速返回器。减速伞将返回器的速度从110米/秒降低到130米/秒,然后减速伞将分离并拉出主伞,主伞将进一步减速,降速将保持在13米/秒。在此过程中要注意的是,不能减速过快,否则会导致返回器内的样品容器因过载而损坏。上限为5G。
从电视屏幕上,我们可以清楚地感觉到嫦娥六号返回器与载人返回舱有着明显的不同,这里主要有三点:
首先,载人返回装置的尺寸比嫦娥返回装置大。按比例计算,嫦娥返回装置的容积是载人返回装置的1/6。这是因为载人返回装置需要承载三个成年人,嫦娥返回装置只有样品容器。
第二,除了主伞,载人返回舱内的减速伞还有一把备用伞,防止主伞打不开。打开备用伞,确保宇航员的安全。嫦娥返回器只携带主伞,以减轻重量。
第三,主伞打开后,载人返回舱应抛弃防热外底。降落距离地面1米时,会有反向火箭,减少对宇航员的降落影响。嫦娥返回器中没有反向火箭。这是为了通过结构设计在返回器上方保存样品容器,防止冲击。
事实上,另一个原因是嫦娥返回器的水漂再入,导致着陆地点的精度差得多。由于体积小,比载人返回舱更难搜救。
搜救队分为空中队和地面队。他们如何知道嫦娥返回器的着陆点?这要归功于我们精准的监控系统。在嫦娥6号返回的过程中,有6个着陆预报。这六次分别是:
1、第一次落点预测是在轨返组合分离前40分钟,根据嫦娥六号飞行路线的理论预测后续的飞行轨迹。
2、距地120公里处,此时是第一次进入大气层,对落点进行第二次预报。
3、返回器从60公里的高度跳到90公里的高度后,根据最新的轨迹,在二次再入过程中对落点进行第三次预测。
4、返回器在持续降落地面的过程中会经过黑障区。第四次降落预报通过黑障区后更新。
5、当距离地面10公里时,减速伞打开后,第五次落点预测将根据风速和当地天气条件进行。
6、返回器着陆后,发布准确的第六次着陆预报。
通过每一步的落地预报,可以及时更新最新的落地信息,并通知空中和地面搜救人员在最短的时间内到达落地点。从视频中我们可以看到,空中救援队及时到达,地面队距离落地点只有20公里。
通过地面工作人员的确认,嫦娥六号的轨道器也有扩展任务。现在嫦娥六号的主要任务已经成功完成,所以副线任务是轨道器的扩展任务。参考嫦娥五号轨道器利用剩余燃料前往日本拉格朗日L1:00和逆行轨道(DRO)进行探测和轨道验证,那么嫦娥六号还会去吗?
我认为轨道器很有可能会回到月球轨道,验证新的月球轨道,从而为中国载人登月和月球国际研究站的建设铺平道路。目前与月球和月球相关的轨道有LLO。NRHO,L2Halo 等等,这些都是与地球、月球和飞机相关的三体运行轨道。研究如何节约燃料,如何长期保持轨道稳定,对后续的月球探测具有重要意义。
嫦娥六号,53天的任务已经圆满完成。在这个任务过程中,我们创造了月球背后自主采样和月球背后上升器上升对接,创造了新的辉煌。当然,中国航天将再接再厉,继续写新篇章。
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