技不如人?为何嫦娥六号着陆后一身焦黑,印度返回舱却干干净净?

万物胡侃 2024-12-25 10:27:19

文|万物胡侃

随着嫦娥六号返回舱打着“水漂”成功着陆,这次为期53天的月背探测任务也终于是圆满成功,实现了全球首次月背采样返回。

6月25日下午的内蒙古四子王旗,一群科研人员正围在一个黑乎乎的大家伙前面记录观测着数据,他们观察的目标,正是凯旋归来的返回舱。

我国的返回舱从太空降落到地面上后,都变得焦黑一片,但是印度的返回舱落回地面后却光洁如新,难道印度的航天技术已经这么高了吗?

参考:人民网《嫦娥六号返回器安全着陆实现世界首次月球背面采样返回》2024-06-26

31马赫的“水漂”

如果把大气比作地球和太空之间的“水面”,那么嫦娥六号在返程时,还特地在大气上跳了一下,打了个漂亮的“水漂”之后,才在中国领空再入大气层,这个过程的速度最大达到了10.8km/s,比起第二宇宙速度也只是秒速也只是低了300米而已。

至于为何要打这个水漂,看嫦娥六号的返程轨迹就明白了。

嫦娥六号在索马里东南部上空的5000千米处进行轨道器和返回舱的分离,轨道器由自身所带的引擎提供推力重返地月转移轨道,而返回舱在分离后就要开始一段自由飞行。

从索马里东南部,到预定的内蒙古四子王旗之间的距离由5600多千米,更关键的是,这段路程将不可避免的路过的一个神奇的国家——印度。

印度在国际上的名声是公认的,如果嫦娥六号的返回舱经过了印度领空,可能会因此产生一些不必要的争端。

为了避免这种麻烦,航天工程师们在设计的时候,就对返程路线和速度进行了特意的设计,在进入大气层之后再跳出来,完全绕过印度的领空,这也就保证了我国的航天器无论如何都能降落在印度之外的位置。

而当返回舱处在万米高空时,就该打开减速伞,开始缓缓落地了。

返回舱为何焦黑

大家都知道,我国航天计划的返回舱,无论是嫦娥还是神舟,落到地面之后都是焦黑一片的,而这次嫦娥六号返回舱黑的范围尤其大。

这主要有两个原因:

一是技术路线的选择,我国目前已经是世界上发射计划最频繁的国家,大量航天手段都在一次次的实验中通过了验证,结合实际地理位置,我国选择了陆地着陆方案,而在给返回舱降温方面,选择了低密度烧蚀材料。

参考:国际在线《2021年中国航天发射次数世界第一 中国未来太空计划引外媒关注》2022-01-07

众所周知,摩擦会产生热量,摩擦的速度越快,产生的热量也就越大。太空舱从宇宙返回大气层的过程中,最高速度往往能够达到一秒10公里,在如此的高速下,空气也变得和墙壁一样坚硬,而返回舱在与大气摩擦的过程中,就会产生大量的热量。

为了阻隔热量对舱内的伤害,我国使用了一种低密度烧蚀材料,这种材料在高温下会大量吸热升华,才能够保证舱内有一个舒适的温度,而代价就是外表变得破破烂烂,焦黑一片。

二是为了省钱,嫦娥六号飞进大气层后再弹出,期间一直以超高的速度在与大气层摩擦,这和以往的返回路线相比,会产生更多的热量,但是在“浮出”大气表面之后会有更好的散热效果,反而减少了散热材料的开支,用打“水漂”这种方法回程,能够节省超过1000万美元的成本。

所以相比于美国的返回舱来说,我国的返回舱往往会是焦黑一片,那是因为中美两国的航天技术路线不同,缺少可比性。

那么为何印度的返回舱也能做到落地后光洁如新呢?难道他们也掌握着什么航天黑科技?

印度返回舱

别看印度全境的现代化程度不高,但他们却是世界上第四个实现登月的国家,前面分别是美国、苏联(俄罗斯)以及中国,航天实力还是受到国际社会的广泛认可的。

参考:观察者网《印度“月船3号”成功登月,俄总统普京祝贺:这是太空探索的一大步》2023-08-24

印度一向自认不输中国,中国能做到的,他们也要做。

从2006年开始,他们就宣布启动载人航天计划,经过十几年的曲折探索,终于在2023年的时候,以一次无人飞行试验开始了航天预演。

试验火箭的发射地点定在了印度的卡纳塔克邦,试验的主要内容就是测试他们的载人飞船——加甘扬飞船上返回舱的逃逸能力。

试验很成功,返回舱顺利与运载火箭脱离并逃逸,并在之后安全降落到了指定的孟加拉湾海域,被打捞上岸后,返回舱的外表几乎全新。

对比中国返回舱焦黑一片的样子,有的人心里就泛起了嘀咕,都是从天上下来的,怎么印度的像没什么事一样呢?

原因主要有两点:

最关键的一点是,印度返回舱根本没有出过大气层,这次试验发射只是为了验证技术,为了方便后续回收以及减少实验成本,印度方面并没有选择让返回舱飞出大气层后再返回地面,失去了剧烈的摩擦,它的外观自然不会有太大的变化。

另一点就在于印度选择的是美国的技术路线,即用双重隔热层来保护返回舱,这也是体现差异的重要原因之一。

结语

技术路线不同是难免的,航空航天是个烧钱的大项目,任何国家都应该根据自己的实际情况去考虑成本,而且最后说不定还殊途同归呢。

中国这次成功在月背登陆并采样返程,带回的月壤也引起了无数国家的渴求,就连美国都想着厚着脸皮来要一点,但是只有跟中国关系好的科研团队才能优先研究,其他国际团队想来参与,就排队等到三年之后吧。

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