為何嫦娥五號舍易求難？用「打水漂」返回月球樣品，而日本卻不用

公元2020年12月17日，它將被載入人類史冊，因為重300多公斤的中國嫦娥5號返回艙帶著月球樣品安全返回預定著陸點，中國首次月球取樣成功了，標誌中國成為了世界上第3個獲得月球樣品的國家，值得國人慶祝。

我國來簡單還原一下嫦娥5號返回艙返回地面時驚險的過程，全程只有二十來分鐘，12月17日1時12分，距離地球約5000公里遠的軌返組合體實施分離，返回艙藉助著軌道器的慣性，以11.2公里/秒的第二宇宙速度沖向地球。

這個時候的返回艙就像是一顆超級炮彈，以一個特殊角度射進約130公里厚的大氣層，與大氣劇烈摩擦後燒成發光球體，藉助大氣浮力彈回太空，達到高點後又被地球引力拉了回來，二次進入大氣層，最後緩緩降落預定地點，就像「打水漂」一樣。

嫦娥5號這種返回方式被稱為高速半彈道跳躍式再入返回，它也是目前技術難度最高的一種返回方式，可能有人不禁要問，為什麼我國要舍易求難呢？為什麼日本隼鳥2號卻不用？先來了解一下航天器的幾種返回方式。

彈道式返回

彈道式返回軌道可以說是一鎚子買賣，在釋放返回艙之前，外太空中的航天器要隔著數千公里距離瞄準地球落點，同時還必須考慮地球自轉和引力這兩大因素，相當於一名狙擊手在惡劣天氣中瞄準100米開外的目標一樣，要計算風速的影響。

一旦返回艙投放出去，那麼結果就已經成為定局了，無論是偏了還是中了，無法在中途無法對返回艙進行調整和控制，因為以這種方式返回的返回艙速度實在是太快了，很多時候都會出現偏離預定著陸點的情況，給地面回收團隊帶來麻煩。

半彈道式返回

半彈道式返回軌道也就是嫦娥5號當前所使用的返回方式，只要控制好角度，以足夠快速度進入大氣層，大氣阻力將返回艙給彈回來，就像我們用石頭打水漂一樣，只要入射角度和力度把握好，石頭可以在水面上連續跳躍好多次。

半彈道式返回軌道最大的優點是可以小範圍內調整返回艙落點，畢竟它的速度不快，缺點是飛行軌跡非常複雜，對航天技術要求很高。現在，蘇聯的聯盟號飛船就是採用這種方式返回地球。

滑翔式返回

滑翔式返回軌道方式針對那些有大型機翼的航天器，比如已經被美國和蘇聯拋棄的太空梭，還有正在打造之中的spaceX星際飛船，它們在大氣中飛行時，機翼不光是起到平衡的作用，更重要作用是產生升力，減慢下降速度。

滑翔式返回軌道方式最大的好處是能夠全程式控制制，精確返回地面，比如美國太空飛機多次用滑翔式返回軌道回到指定的飛機跑道上。

我國為何要舍易求難，讓返回艙以「打水漂」方式返回呢？

很明顯，嫦娥5號用滑翔式返回軌道方式是不可能的，那麼只有在「彈道式返回軌道」和「半彈道式返回軌道」兩種中選擇一種。

我們知道嫦娥5號返回艙攜帶了兩公斤珍貴的月球樣品，並且還處於密封狀態中，而嫦娥5號軌返組合體又以接近11.2公里/秒的第二宇宙速度進入大氣層，如果直接使用「彈道式返回軌道」，後果可能是一場太空災難。

返回艙以更劇烈方式與大氣發生摩擦，可能會出現數萬攝氏度高溫，還沒等到落地就已經被燒化了，畢竟速度越快摩擦力就越強。

就算返回艙外層的耐高溫材料能經受得住考驗，在10公里高空開啟的降落傘能否托得住300多公斤物體這是個大問題，因為速度越大，動能就越大，存在拉斷降落傘繩、墜毀地面的風險。

所以，我國選擇了高速半彈道跳躍式再入返回方式，況且，我國在2014年就已經完全掌握了這一高難度的返回技術。

為何日本隼鳥2號不用半彈道式返回技術？

2020年12月，在我國嫦娥5號返回艙著陸之前，日本隼鳥2號返回艙已經帶著小行星樣品安全返回了地面，但使用的是彈道式返回方式，可能有人很好奇，為何日本隼鳥2號不使用這一高難度的返回方式？原因有如下幾點。

一，隼鳥2號返回時與地球的接近速度只有4至5公里每秒，比嫦娥5號返回時的速度要慢得多，二，隼鳥2號返回艙重量只有16公斤，就算它速度再快，動能再大，相信降落傘也能將它托住，三，日本目前還不會使用這一高難度的返回方式，所以隼鳥2號小行星樣品沒有使用半彈道式返回方式。

結尾

總之，嫦娥5號返回艙在大氣層中「打水漂」難度確實很大，但還是安全返回地面，這印證了我國已經完全掌握這項技術，中國已成為一個航天強國，說不定那一天引領全世界迎來一個全新的太空時代。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號：有趣探索

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