經過25.5天的飛行之後,美國新一代繞月飛船“獵戶座”已於當地時間12月11日12時40分在墨西哥下加利福尼亞州附近的太平洋上濺落,具體的地點在瓜達盧佩島附近的巴哈海岸,這標志著重返月球“阿爾忒彌斯一號”任務全部完成,取得成功。
獵戶座飛船成功返回
而在返回地球的時候,“獵戶座”飛船返回艙采用瞭一種“打水漂”的著陸方式,具體來說,先是以借助月球引力彈弓返回,以每秒約11.176千米的第二宇宙速度和彈道軌跡,下降到距離地面約6萬米的高度,然後以一定的仰角彈起,直到約9萬米的頂點,再以拋物線方式濺海。
獵戶座打水漂瞭
之所以要采用這麼復雜的返回路徑,一方面是可以降低飛船在大氣層中的減速過載和表面的溫度,登月飛船畢竟是以第二速度返回的,相比以每秒7.8千米第一宇宙速度返回的近地軌道飛船,對宇航員的沖擊更大,直接返回也需要更多的燃料用以制動,而采用“打水漂”的方式,宇航員每次承受的過載隻有4G。
當然,另一方面,“打水漂”也能讓“獵戶座”返回艙更精準地降落。據“獵戶座”導航和控制子系統經理克裡斯-馬德森說,“阿波羅”任務期間,航天器直接進入地球的大氣層,需要飛行2880公裡才能降落,要求美國海軍在多個偏遠的濺海地點派駐軍艦。而“獵戶座”可以在進入點之外飛行8890公裡,使航天器能夠更精確地濺海。
其實,“獵戶座”這回的降落方式有點像我們嫦娥五號月球采樣回來的返回艙“打水漂”,當時,它也是以第二宇宙速度從月球飛回,打出瞭7000公裡的“太空水漂”,將速度從每秒近11.2公裡,降低至每秒7.9公裡以內。
不過,打水漂並不是嫦娥五號返回艙首創的,早在1968年,蘇聯的“探測器5號”帶著俄羅斯陸龜、黃粉蟲、植物、種子、和細菌等生物,從月球軌道返回時,就打起瞭“水漂”。不過可惜沒打準,導致最終濺落在印度洋,與預定的哈薩克斯坦相隔千裡。
蘇聯探測器五號
探測器五號濺落印度洋的返回艙
不僅如此,“阿波羅”飛船 返回時,也有“打水漂”的操作,隻不過並沒有躍起“離開”大氣層再入的過程,隻是“提升進入”。而要想打水漂的關鍵,在於飛船上的計算機控制好再入的角度,角度小瞭,很有可能直接“漂”到外太空去瞭。角度大瞭,就成瞭彈道式再入,,“漂”不起來。
阿波羅11號返回艙
所以這是一門“差之毫厘,謬以千裡”的藝術,嫦娥五號帝的確是第一個完完全全成功的,而現在“獵戶座”飛船則是第二個。有意思的是,在繞月過程中,“獵戶座”進入的遠逆行軌道,也是嫦娥五號軌道器走過的“路”,隻不過嫦娥五號走的是距離月面大約是7萬公裡的遠逆行軌道,而“獵戶座”飛船的軌道是約9萬公裡。
之所以拿嫦娥五號和“獵戶座”飛船對比,並不是酸,也不是不明白嫦娥五號不是載人飛船,而是現在回頭看,發現嫦娥五號的確做瞭很多開創的工作。咱們的嫦娥四號是人類第一個在月球背面實現軟著陸的航天器,而嫦娥五號則是人類歷史上第一個實現從地球到月面、從月面到地球完整全過程的無人航天器,別看美國6次成功登月,但在“阿波羅”11號之前,還真沒做過地月往返全程。因此從某種程度上說,嫦娥五號的成功,標志著我國擁有瞭載人登月的技術,是說得通的。
嫦娥五號軌道器
大傢要註意的是,“獵戶座”僅僅隻是繞月飛船,不是登月飛船,它和當年的“阿波羅”飛船不一樣,不自帶登月器,而是需要“星艦”和它在環月軌道上對接,充當登月器和上升器。而以“星艦”現在的進度,遲遲沒有進行軌道級首飛,要進化到可以載人登月的程度,2025年可能不夠,這意味著美國載人重返月球的“阿爾特彌斯三號”任務,可能又要推遲。
獵戶座拍攝的地月火船同框畫面
這可真少見