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外部几乎被烧得面目全非!嫦娥五号返回地球时,到底经历了什么 2020年12月1

外部几乎被烧得面目全非!嫦娥五号返回地球时,到底经历了什么

2020年12月17日凌晨,内蒙古四子王旗的雪地里,搜救队员们终于等到了那个“黑乎乎的铁疙瘩”——嫦娥五号返回器。

它浑身焦黑、坑坑洼洼,一面烧得像蜂窝一样,和出厂时干净整洁的模样判若两人,不知情的人恐怕只会以为这是个被烧废的残骸。

这一身“狼狈”的焦黑,恰恰是它闯过生死关的勋章,每一道灼烧痕迹背后,都是一场与高温、高速的殊死较量。

从38万公里外的月球返程,它的初始速度接近每秒11.2公里,这是接近第二宇宙速度的极限速度,比神舟飞船返回时的每秒7.9公里快了近40%。

可能有人对这个速度没概念,举个通俗的例子,以这个速度从北京飞到上海,用不了100秒,比高铁快几百倍。

而航天专家曾说过,再入速度提高1倍,产生的热量就会翻8到9倍,这意味着嫦娥五号要承受的热量,比神舟飞船多得多。

当这个“太空游子”以每秒11.2公里的速度扎进地球大气层时,最凶险的考验开始了。它前方的空气来不及散开,被瞬间压缩,巨大的动能直接转化为热能,返回器正面的温度瞬间飙升到3000℃以上。

这个温度有多可怕?钢铁在1600℃就会化成铁水,连最坚硬的金刚石,在3000℃的高温下也会灰飞烟灭。如果没有特殊防护,嫦娥五号和它携带的1731克月球土壤,都会在高温中化为灰烬。

为了应对这场“烈火考验”,科研人员给嫦娥五号量身定制了一件“一次性防热衣”——特殊的烧蚀材料。

这件“衣服”可不简单,研发团队从33种新研材料中反复筛选,最终挑出7种,根据返回器不同部位的受热情况,拼接成一件“定制款”防热衣。

这些材料密度极低,最轻的每立方厘米只有0.36克,比水还轻,却能在3000℃的高温中“以身殉职”,通过自身的分解、升华和脱落,带走大量热量,把内部温度牢牢控制在安全范围,保护月球样品和内部设备不受损伤。

光有防热衣还不够,科研人员还为嫦娥五号设计了一套“太空打水漂”的绝技——半弹道跳跃式再入。

就像我们小时候往河里扔石子,石子贴着水面弹起又落下,嫦娥五号也一样,先高速冲进大气层,利用大气升力弹回太空,短暂降温后,再以每秒7.9公里的第一宇宙速度重新进入大气层。

这一跳看似简单,实则凶险万分,跳不起来会摔得粉身碎骨,跳过了头就会飞出大气层,再也回不来。

而这整套动作,全靠智能自主的GNC系统控制,科研人员提前模拟了上百万条飞行路线,才确保它稳稳“跳”对轨迹。

这场生死考验中,还有一个“失联”的危险时刻——黑障区。当返回器高速穿越大气层时,表面会形成一层等离子壳,屏蔽所有通信信号,这段时间地面无法与它取得联系,只能靠预设程序自主飞行,短短3分钟却像一个世纪那么漫长。

此时,远在印度洋的远望3号船挺身而出,凭借高精度雷达和光电经纬仪,全程跟踪监测,为它顺利闯过黑障区提供了关键支持。

从接近第二宇宙速度的高速冲刺,到3000℃的烈火灼烧,再到“太空打水漂”的精准操控,嫦娥五号每一步都走得惊心动魄。

它被烧得面目全非,不是失败,而是防热系统完美发挥作用的证明;它短暂失联,不是失控,而是航天技术精准可靠的体现。

如今,这具“焦黑的铁疙瘩”早已完成使命,里面的月球土壤为我国月球科学研究提供了宝贵素材。而它身上的每一道灼烧痕迹,都镌刻着中国航天人的智慧与坚守,见证着我国探月工程“绕、落、回”三步走的圆满收官,也为未来载人登月,铺就了一条坚实的探索之路。