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载人火箭怎样回到地面

时间:2024-10-29 17:15:47

1、飞出地球的载人火箭要返回地面,其实就是变轨使轨道与地面相交,那么航天器必然会沿轨道冲回地面。航天器的速度极快,动辄几km/s,既然是载人的火箭,那么「砸」到地上肯定是不行的,需要想方设法减速,让航天器巨大的动能平稳耗散掉,这就带来了一系列的软着陆方法。

2、最直观的减速方法当然是开着火箭反向喷射,这是阿波罗和嫦娥落月的方法,也是spaceX回收一级火箭的方法。不过这么干需要消耗大量的燃料,而航天器每多一分质量都是钱,所以是比较低效的。对于月球这种没有大气的星球基本上只能采取此种方法。

3、幸亏咱们的母星是个有浓厚大气的行星,可以让航天器与大气作用来把动能耗散掉,我们称之为「再入大气」,这又分几个阶段。首先是刚一头扎到大气中时,此时速度极高,与大气摩擦动能转化成大量热能,不能使用降落伞之类的东西,只能依靠飞船的钝头外形与大气硬抗。有时还采用所谓「打水漂」的方式让航天器在大气里弹一下再进入,大幅降低速度。经典的锥形或钟形飞船返回舱有一个钝头防热大底,内附烧蚀吸热材料,返回时以此底朝前。像航天飞机这样的升力体返回时通常拉高迎角,增大气动阻力,同时让机腹铺设的隔热陶瓷承受热量。(KSP中以接近第二宇宙速度再入的飞行器,迎角拉到了35度)

4、当载人航天器速度降低到一定值,就可以采用其它的方式来解决最后降落地面的问题。经典的飞船返回舱采用打开降落伞的方式,也有载人龙这种飞船依靠火箭喷射反推着陆。航天飞机等则可以依靠自身的气动外形在大气中飞行一段距离,像普通飞机一样在机场跑道上滑跑降落。

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