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TUhjnbcbe - 2023/7/19 20:30:00

12月16日,据央视新闻报道,携带2公斤月壤样品的嫦娥五号返回器将于年12月17日凌晨1时32分至2时07分降落在四子王旗着陆场。这意味着嫦娥五号的探测任务已经进入到收官阶段,仅留下登陆器充分发挥余热,继续执行月球科研任务。

嫦娥五号和此前的嫦娥系列探测器不同的是,其不仅仅要在月球实现软着陆,同时还要进行采样,并由上升器携带样品重新转移至月球轨道,在通过月球轨道对接转移样品,最终由返回器携带样品返回地球。嫦娥五号不仅仅是嫦娥系列中技术最复杂的,相比此前的嫦娥系列探测器,其体积也是最大的,整个任务载荷超过了8吨,这也从侧面展示了嫦娥五号在技术方面的大幅跨越。

相比嫦娥四号的月背降落,嫦娥五号的意义一点都不小,不仅仅带回了较为年轻的月球风暴洋月壤,此次嫦娥五号返回器还将以一种独特的再入技术返回地球,这就是桑普森弹道技术,通俗的讲就是“打水漂”弹道。这是因为嫦娥五号返回器的再入速度非常快,达到了约3.2万公里(约24马赫)每小时,这使得返回器需要减速将再入速度控制在安全范围之内。其原理是先以较大的射入角进入临近空间,然后弹起在沿着弧线弹道进行着陆,有点类似小时候玩的打水漂,因此别名“水漂式弹道”。

采用这种弹道一方面是为了通过摩擦降速,而另一方面通过桑普森弹道也能够降低返回器重返大气层的温度,因为在24马赫的高速飞行下,返回器表面的温度将上升至多度,对探测器的结构和耐热层有着较高的要求。而这种再入式弹道不仅仅被用在航天科研方面,同时也被应用在当前的高超音速武器方面。

当前高超音速武器主要分为两个大类,一个是临近空前高超音速武器,另一个是大气层内飞行高超音速武器。后者通常采用超燃冲压发动机来达到高超音速飞行的目的,而前者通常采用现有载具和火箭发动机作为动力,而在弹道形式方面通常前者同样采用桑普森弹道或者钱学森弹道,以俄罗斯“先锋”高超音速导弹为例,其采用URN(三棱匕首)洲际导弹为载体,在接近目标时弹头分离以临近空间滑行的方式攻击目标,而其最大飞行速度则高达27马赫。

由此可见,“先锋”高超音速导弹和嫦娥五号返回器再入方面并没有什么本质性区别,唯一的不同是“先锋”导弹依靠临近空间滑行弹道来规避拦截,而嫦娥五号则是利用桑普森弹道进行减速,可谓是殊途同归。桑普森弹道最大的特点是飞行器在临近空间以水漂的形式弹跳,这使得对方的拦截系统无法计算预定拦截点,这使得反导系统的拦截难度大大提升,以现有部署的反导系统很难对其进行拦截。而这种弹道通常被用来攻击敌方的高价值目标,比如最高级别的指挥中心或者是舰队航母等等。

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