闯过2000度高温，误差2公里：中国和美国，正加紧测试太空打水漂
美国猎户座从月球返回，但返回时的轨道纷歧般。那种“打水漂”一样的轨道到底有什么长处？手艺难度若何？中国在该范畴是什么程度？
（阿尔忒尼斯方案，发射猎户座飞船的全程展现）
美国猎户座飞完成探月飞翔胜利返回地球，但此次返回十分纷歧般。在进进大气层时，猎户座飞船摘用了【再进跳跃式轨道】手艺，切确落进指定位置。那么为何要用那种轨道？手艺有何长处和难点？中国能否已经掌握？
【水漂轨道，长处超多】
再进跳跃式轨道，也喊半弹道再进，也就是我们常说的“水漂轨道”，它的特征就是航天器屡次进/出大气层，那种轨道与传统间接再进式轨道存在明显区别，可以有效降低航天器再进式的速度，制止产生较大的过载，平安性好。
（返回器“水漂”再进返回飞翔过程示企图）
传统返回式航天器多摘用间接返回轨道，那种轨道形式手艺简单，随便实现，关于飞船要求不高。但是缺点也十分明显，就是要求航天器速度不克不及太高，不然航天重视返大气层的时候过载会很大，随便掌握，关于航天器平安性形成倒霉影响，也会降低航天器着陆精度。
展开全文
昔时苏联探测器5号从月球返回，抵达地球的时候，速度高达11公里/秒，相当于第二宇宙速度。它摘用间接返回轨道强行返回，重返大气层的时候，过载高达16G，落点误差接近1000公里。
（若是间接返回落地，飞翔器在大气层内运动减速间隔就短，效果就差）
为领会决那个问题，再进跳跃式返回轨道就呈现了。它的原理十分简单，那就是足够操纵大气层为航天器减速。当航天器冲进大气层的时候，飞船速度会减慢，但飞船不急于返回空中，而是再次升高，然后再次降低。通过往返进出较为稀薄的大气层，令飞翔器比力温和的，从高速变成低速。
飞船减速过程被锐意拉长，不会引起过大的过载，航天器平安性能更高，同时航天器也更随便掌握，落点误差更小。
（屡次进出稀薄大气层，可温暖的将飞船速度降低，确保平安切确着陆）
【“打水漂”难在哪里？】
不外如许的弹道关于航天器及轨道设想提出了更高要求，难度极大，要求航天器飞翔掌握系统可以切确计算出飞翔轨道，还可以切确掌握本身的形态和姿势，进步飞翔精度。
因为难度太大，早期航天器只能摘用摘取部门跳跃的计划来降低过载，例如阿波罗登月飞船在进进大气层之后，全程在大气层内跳跃，高度也不到100公里，当然效果相对也要差一些，阿波罗登月飞船返回地球的时候过载可以掌握在7G以内，落点误差为50公里摆布。
（阿波罗方案探月过程示企图，过程与现代大致类似，但细节区别很大）
虽然那些目标比间接返回轨道有明显改进，但是间隔人们要求仍然有必然差距。
进进新世纪，人们对新一代航天器要求更高，例如NASA就要求猎户座探月飞船可以在肆意时刻返回地球，也就是说航路起点能够是月球轨道任何一个位置，还要包管飞船可以在地球指定位置切确着陆。
（猎户座能够随时启动返回地球，有很强适用价值，便利处置突发情状）
在那种情状下，猎户座探月飞船要具备大间隔灵活才能，但是它自己可以供给升力有限，因而再进式跳跃轨道必不成少。猎户座探月飞船此次返回航迹与阿波罗探月飞船明显差别，它起首再进大气层，操纵大气减速，然后再飞出大气层，飞翔一段时间之后再次进进大气层，二次减速。如许飞船颠末屡次减速，过载进一步降低，落点更随便掌握。
【太空打水漂手艺，中国早已掌握】
我们能看到，打水漂的难度确实十分大。起首需要飞船飞翔掌握系统可以切确计算出相关轨迹引导飞船飞翔，还要不变飞船形态，以进步飞翔精度。然后它在大气层内飞翔时间较长，需要考虑精湛声速飞翔形态。屡次进进大气层，气动加热，需要考虑蚀烧防护问题等等。
（从月球“掉”回地球时，飞翔器速度远远超越近地轨道的飞船，减速是大问题）
再进式跳跃轨道关于中国航天器来说十分重要，我们全球测控网还在开展之中，航天器返回只能抉择本土，如许就要求航天器可以切确在国内着陆场着陆，所以中国探月航天器也摘用了再进式跳跃轨道。
（嫦娥五号返回舱，禁受住了轨道掌握与高温的考验，胜利将月壤带回中国）
2020年中国嫦娥五号探月飞翔器照顾月球样品返回，返回舱和飞翔器在太空预定位置胜利别离，返回舱以再进式跳跃轨道屡次进/大气层，胜利降低了速度，航程超越6000公里。
期间过载掌握在5G以下，返回舱外形无缺，没有明显的损伤。因为速度降低，过载削减，返回舱在预定位置切确翻开下降伞下降，误差不到2公里，实现了超高精度着陆，胜利将月球样本带回祖国，再次展现了中国航天的手艺实力。
（嫦娥五号的返回舱个头其实不小）
