嫦娥五號返回這個太空“水漂”有多牛？_風聞

歷時23天的嫦娥五號採樣返回任務即將落下帷幕，最後終章也是最值得看的大戲，採集到的樣本再入返回地球。這是人類時隔44年後，又一次獲得月球樣本。這個返回並不容易。

為什麼必須打水漂？

先從速度説，航天器往地球外跑，一般三級跳（離開地球表面時相對速度）：第一跳，突破7.9千米/秒的第一宇宙速度，能圍繞地球運動；第二跳，突破11.2千米/秒的第二宇宙速度，能永遠離開地球；第三跳，突破16.7千米/秒的第三宇宙速度，能永遠離開太陽系。根據動能方程，能量與航天器質量和所需速度平方成正比（係數1/2），還要考慮到空氣阻力、運輸它的火箭質量和速度，綜合下來突破每一跳都是巨大的障礙。嫦娥五號去月球，就一定需要逃離地球引力、被月球捕獲，考慮到變軌和餘量需求，要達到第二宇宙速度。代價極大：嫦娥五號才8.2噸重，要消耗掉一個870噸重的長征五號火箭。

回來時候，航天器自身制動能力在地球引力面前就是弱雞，地球強大引力會讓返回的嫦娥五號軌道器/返回器再次達到接近第二宇宙速度的樣子。這就麻煩了，因為空氣阻力跟動能方程類似，也跟速度平方成正比，這麼快的速度，會產生遠超神舟飛船（第一宇宙速度級別）的衝擊。一方面，摩擦產生大量熱量；另一方面，巨大且持續積累的衝擊負荷可能導致結構出問題，材料受不了。舉個例子，高速上110碼限速大約是30米/秒而已，嫦娥五是11000+米/秒。高速上這麼快的速度你敢開窗？敢的話，再給你來個300多倍加成，受得了麼？

答案是，受不了，所以得想辦法。有效解決途徑就是打水漂，道理看起來簡單：石子在水上漂的過程中，瞬間接觸水面產生足夠大“浮力”（衝擊力）讓它脱離水面，“緩一緩”再落下來，來回幾次，最終落到水底。

嫦娥五，當然要比這複雜太多了。因為空氣密度各處不同、衝進大氣的角度和姿態極難控制、每次衝進大氣都要保證不要過返回艙忍耐極限、“打水漂”的次數和間隔要精準計算、一定要準確落回內蒙古四子王旗。傳遞下來，顯然是極度了不起的事情。

嫦娥五大概會從非洲附近阿拉伯海那裏衝進地球大氣，打兩次大的“水漂”，成為“人造流星”，在西藏上空一躍而起，最終再通過氣動、降落傘減速和地面搜尋等，返回航天人手中。

嫦娥五是中國航天史上最複雜的一次任務，每一步都“步步驚心”，但實際上也完成的“步步為營”，顯然這是有無數聰明人夜以繼日工作在背後支撐，他們值得點贊！

圖3©️渦輪噴氣蛋