令人激动人心的时刻!我国的嫦娥六号返回器终于安全返回地球,在预定区域成功着陆。嫦娥六号带回了极其珍贵的全球第一份月球背面样品,令全世界都为之瞩目!
值得注意的是,嫦娥六号返回器表面有一大片乌黑的区域,这是经过2000摄氏度以上的极端高温灼烧之后的结果。那么,嫦娥六号返回地球时究竟经历了怎样惊心动魄的过程?为什么返回时会出现这样的剧烈燃烧,而发射时并不会呢?
嫦娥六号在离开地球时,整个探测器被放置在运载火箭顶部,并由一个巨大的整流罩所保护。火箭在升空时,是一个不断加速的过程。但由于地球大气层比较稠密,火箭在大气层内的速度并不能加速到很高的速度。
因此,尽管在大气层内飞行时,火箭会与空气发生强烈摩擦作用,但速度不够快,温度并不会升高到上千摄氏度,所以就不会燃烧起来。而且有了整流罩的保护,嫦娥六号探测器始终处在一个相对安定的环境中。
火箭离开大气层进入太空后,基本没有大气阻力的作用,火箭可以更容易地进行加速。此时,探测器也不需要整流罩的防护,整流罩就会被抛离,探测器则直接暴露在太空中。
嫦娥六号在月球背面采集完月壤和月岩后,带着样品返回地球的是轨道器和返回器组合体。从第一次环月抬升轨道开始,轨返组合体经过多次变轨,历经大约16天的时间,带着月球背面样品返回地球。
嫦娥六号的轨返组合体飞到距离地球表面约5000公里的地方之时,轨道器会与返回器进行分离。轨道器不会返回地球,它会采取规避机动,飞离地球,朝着太空深处飞去,开展拓展任务。
嫦娥六号返回器则会携带月球背面样品开启惊心动魄的再入大气层之旅,该过程的剧烈程度从神舟飞船再入大气层时可见一斑。每当神舟飞船返回器再入大气层时,舱外的温度能够达到1500度,并且都会燃起熊熊烈火。
神舟飞船再入大气层时的速度大约是第一宇宙速度,即每秒7.8公里。而从月地转移轨道奔赴而来的嫦娥六号返回器,其速度将近第二宇宙速度,每秒高达10.9公里。
以越快的速度再入大气层,返回器就会与空气发生更剧烈的相互作用,从而产生更高的温度。如果让嫦娥六号返回器像神舟飞船那样直接再入大气层,其产生的热量将会是神舟飞船的数倍。一旦这股巨大的热量涌入返回器内,后果将不堪设想。
为了让嫦娥六号返回器的速度能够有效降下来,减少气动热效应,保护返回器内宝贵的月球背面样品,返回器不但使用了特殊的防热材料,而且它的返回还采取了“打水漂”这样与众不同的再入大气层方式。
返回器先是高速冲入大气层,但再入时要以一个特殊的角度,让大气层能够给返回器产生一个合适的升力,使返回器进入大气层下降到60公里的高度时,又会被大气层弹出去,重新进入太空中。
经过一次“打水漂”后,返回器的速度大幅降低,降至大约第一宇宙速度。接着,返回器就像神舟飞船那样再入大气层,利用制导系统,朝着预定的区域飞去,最终实现安全降落。
嫦娥六号这次带回的是月球背面月壤,这是人类史上第一次取回了月球背面样品。此前,我国的嫦娥四号第一次实现在月球背面着陆。这次,嫦娥六号又从那里采样带回地球,这无疑又是一次载入人类航天史册的伟大成就。
嫦娥五号之前取回的月球正面月壤,引来了全世界科学家的极大关注,包括美国在内的多个国家科学家都在向我国申请月壤。而这次嫦娥六号带回的月球背面月壤,更是更加珍贵,全球独此一份,所以必然会引来更多全球科学家的极大关注。
对于航天,我国一向是秉持合作开放的态度。相信这次带回的月球背面月壤,也会与全球科学家共同开展合作研究。但至于美国科学家能不能申请到,还有待观察。