嫦娥五号返回舱回来了吗（嫦娥五号返回舱经历了什么）

人类对于天空的想象从文明诞生之初就没有停止过，远古文明壁画上的老鹰鸟类；到神话故事传说，天上的众神；再到近代莱特兄弟的飞行试验的成功进行。似乎天空绚丽的景色和神秘的面纱一直在吸引着人们不断靠近。

上世纪30年代，苏联和美国就开始了航空事业的发展，到了60年代后人类航天到了快速发展阶段，从航天探测器的发射到载人航天的成功发展，登月也从理论成为了可行的实践。阿波罗计划的成功进行也预示着人类离太空又近了一步。

 

人类在月球上印下的第一个脚印

航天事业的发展离不开实践，我国历史上的升天第一人要数明朝的万户，靠着自制的火箭，坐在椅子上飞向天空，想着用风筝进行降落，可惜古人对飞行更多的是浪漫的想象，没有太多的实践，这次的试验以火箭爆炸作为失败的结局，而万户也为这个浪漫的想法付出了生命。

上世纪70年代，中国发射了自己的人造卫星“东方红1号”，开启了中国航天的新阶段。改革开放后，经济快速发展，工业力量也得到大幅度的提升。在神舟一号的成功后，极大的鼓舞了科研人员的信心，也为中国航空航天事业打下了夯实的基础。在2003年，我国的首位航天员杨利伟也代表着中国人民完成国家首次的载人太空旅程，中国也成功实现了载人航天的壮举。

 

杨利伟

关于月亮，我国流传着一个广为人知的故事，那便是“嫦娥奔月”。传说后羿在湘西王母那里获得长生不死药后，他的妻子嫦娥偷偷吞下长生药，飞向了月亮，往后居住在此。这是我国人民最早对登月的想象，此后便一直存在于人们的心里。

“举杯邀明月，对影成三人”，有着神话故事的影响，中国航天工程在新的航天计划中，给这个浩大的工程取了新的名字——“嫦娥工程”。这个集结了众多工程师结晶的工程被分为三个阶段，“无人月球探测”、“载人登月”、“建立月球基地”。

 

中国月球探测器

目前主要阶段在无人月球探测这块，分为三期以对应无人探测器的任务要求，初步建立对月球的探测。而“嫦娥”自然就是探测器本身，也是前期探月工程的主要核心系统。

作为起步第一阶段的第一颗探测器嫦娥一号，通过携带的大量仪器等设备，获取了月球表面的立体影像和地图数据，并对月球表面的物质进行了初步评估；嫦娥二号的主要任务便是要获取更多的月球数据，进一步评估月球的空间环境。

 

嫦娥一号探测器

在完成三步走“绕”中的第一步后，嫦娥三号开始关键的一步便是在月球表面进行着陆，为月球采样打下基础，嫦娥三号的成功也使我国成为了第三个掌握月球登录探测技术的国家。

嫦娥四号的任务除了继承三号的使命外，还有一个负责提供通信的作用，嫦娥四号还是首个飞行到月球背面的探测器。有了前面四个探测器完成任务获得下来的基础，接下来就到了关键的部分，需要对月球进行采样调查，从而判断人类未来在月球建立设施设备的可能性和月球的开发价值。

 

嫦娥四号探测器

嫦娥五号主要在于进行月球着陆、采集月球土壤样本、返回地球，任务复杂艰巨，充满挑战性。嫦娥五号的组成结构众多，还有许多仪器设备，体积庞大，为了圆满完成任务，探测器的运载火箭使用了我国新一代的重型运载火箭长征五号来发射。这是有史以来中国航天工程最具有挑战性的任务之一，而嫦娥五号带回来的月球样本会更好地研究月球形成历史。

 

中国长征五号运载火箭

为了让嫦娥五号圆满完成任务，中国的科研人员做了许多的准备工作。2009在探月工程阶段的二期，对探测器方案的讨论和研究；2011年探月工程的三期阶段任务就是实现无人采样，嫦娥五号在该规划里；为了提升返回的成功率，还对探测器的飞行控制、飞行控制时序、轨道精度进行试验。探测器的着陆推进子系统也在2017年完成试验，这是非常关键的一步。

 

嫦娥五号探测器

相较于之前探测器的简单飞行任务，嫦娥五号有着5个分离阶段，而这些分离器必须保证不能有任何问题。无人探测器对月球的探测采样将会使用采样钻头和机械臂对月球土壤进行采样，其中还有对上升器与轨道器对接，到最后完成采样转移，这些对于嫦娥五号来说都是巨大的挑战。

在完成一系列调试和试验准备之后，嫦娥五号带着科研人员和中国人民d额期望，随着火箭升空远去。

 

嫦娥五号发射

嫦娥五号在月球的成功着陆，便会在月球采集2千克左右的月球样本。为期两天的时间，嫦娥五号必须完成月球土壤的钻取、表取、封装的工作，同时还必须保证有效载荷稳定有序的完成月球地面探测。在飞行到月球轨道后，探测器开始准备降落，嫦娥五号在15分钟内完成了减速、调整到接近地点、稳步着陆，一切都很自然，有条不紊的进行着。

探测器降落的登月地点在吕姆克山，这块区域的月球表面富集钾、磷等一些稀土元素，从这里采集土壤能够弥补美苏带回的月球岩石样本不足的问题。到达了指定的着陆地点，嫦娥五号便持续开始了19小时的采掘工作，并按照预定的要求对土壤进行封装保存，储存在上升器的装置中。

 

月壤采集点

月球上翻动的土壤还会变色，而月球上除了两极地区部分陨石坑里的冰体外并不含水，所以不会使地球上土壤因为水分的蒸发颜色变浅，这样的原因让科研人员也充满困惑。除了变色的土壤外，被采取土壤的坑洼位置还会出现隆起，逐渐变平。部分推测认为这是由于月球土壤松散，长期静置形成了板结块，受到挖掘时板结块的结构被破坏，开始发生应力变化，逐渐填平坑洼。

在月亮上的采集任务完成后，嫦娥五号探测器开始了自己的返航任务。从月面开始起飞，轨道器完成了自己的任务，月球土壤也交接至返回器，返回器在分离后，就要通过惯性滑行来寻找合适位置进入地球大气，这个过程中，返回器通过半弹道跳跃返回的方式进行大气减速，在离地面约10千米的位置打开降落伞，平安的降落至指定地点。

 

打开降落伞的嫦娥五号

嫦娥五号的返回器在完成它的任务后，成功的降落至指定地点，这是中国乃至世界无人月球采样的首次大成功。此次任务的影响力在全球范围内都有体现，就连美国也希望中国能够分享这次的经验成果。

然而，科研人员来到降落地点看见的却是一个黑不拉几的“煤球”，嫦娥五号被烧得几乎面目全非，与之前发射上去白净的面貌截然不同，嫦娥五号返回舱回来时经历了什么？难道降落伞也不能保证摩擦所带来的影响吗？

 

面目全非的返回舱

空气的动能影响集中体现在物体速度上，飞行运动在低于音速时，气流的微弱扰动扰动向四周散开，无法集中起来。当超过音速时，扰动来不及传到飞行器前面，便会使空气受到飞行器的压缩，形成集中的强扰动的激波，速度越快所形成的动能越强。

只要火箭飞行时的最大速度不超过3公里每秒，便不会引起强烈的激波效应；到了接近平流层的位置，空气便会越来越稀薄，这时空气的影响也会逐渐降低，即使到达了宇宙第一速度也不会引起燃烧。

 

地球大气层

对于嫦娥五号来说，为了寻找合适的轨道点和获取足够的速度离开月球，绕月飞行后会逐渐增加速度开始冲向地球。如果让返回器像流星一样直冲冲的飞向地球，那肯定会和陨石一样发生解体并烧毁在大气中，为了不让这种情况发生，返回器设计的钝形外观能够在降落途中尽可能的让激波锋面远离自身。返回器到了地球上空的“卡门线”下，空气密度会随之增高，嫦娥五号在飞行的过程一度达到了宇宙第二速度。

 

陨石与大气摩擦起火

这也是科研人员为什么让返回器以一种半弹道式弹跳降落的原因，让返回舱以一定角度再冲向大气层稠密区，返回舱锥形的设计能够使其在气流间形成一个升力区域，当升阻变高时，气流向下推动获得更多升力，距地面一定距离时升力超过返回舱自身重力，返回舱又会被拉升，如此反复如同打水漂一般，但即便是这样也依旧要承受高温的炙烤。

嫦娥五号在之前的试验飞行中就通过实验的数据，优化了外观材料的设计，在半弹道式的飞行中承受不同“风面”的地方分别使用了7种不同的材料，这样不仅在不同位置面对激流加热时还能减轻返回舱的重量。科研人员还在返回舱的外层涂抹了会和高温反应汽化的特殊材料，这能让返回舱散走大量的热能。

 

嫦娥五号返回舱

最后在反复跳跃式的降落中，嫦娥五号探测器的返回舱被不断升温加热，直到降落地面变成了我们所看见的几乎面目全非的“煤球”，而这些都在意料和控制之内，嫦娥五号也圆满的完成了它的任务。

 

返回舱已成“大煤球”

探月工程项目的需求推动了技术发展和产业技术的升级，月球上的氦3元素对地球未来的能源发展起着至关重要的作用。嫦娥五号的成功登月证明了我国的航天技术有了进一步的提高，创造了航空航天五项“中国首次”的记录，高难度轨道交接和着陆，以及月球土壤样本的采集预示着中国航空航天进入到了新阶段，这也从侧面证明了我国工业力量的强大，同时还极大的提升了国际影响力，掌握航空航天的话语权。

 

中国航天事业必将再创辉煌

相信在未来我国也会在航天事业上有着更进一步的发展，未来的载人登月计划也指日可待。为了到达今天这一天，我国的科研人员付出了无数的努力和汗水。古人对天空的浪漫幻想如今也成为了现实，对所有国人来说也增强了民族自信心和凝聚力。