李必光博客链接：http://www.oldkids.cn/blog/blog.php?uid=11270
 |
|
| 再入返回飞行试验器外形图，最上锥体部分是返回舱。飞行试验示意图 | |
 |
|
| 飞行试验示意图 |
2014年10月24日，中国在西昌成功发射了一颗再入返回飞行试验器，这是探月计划第三步“返回”的探路者，这也是中国飞行器首次挑战从距地约38万公里的月球轨道返回地球，它将为2017年发射的嫦娥五号提供实验数据。飞行试验器由服务舱和返回舱两部分组成，只有返回舱返回内蒙古中部。
按照计划，这位“探路者”将在11月1日返回，此趟并不漫长的试飞之旅却因有多个“首次”而惊险重重。例如，本次试验器的座驾，长征三号丙改二型火箭是首飞；被形容为“打水漂”的“跳跃式再入”的返回方式也是头一次。由于从月球返回是中国航天器从未走过的一条路，本次任务技术新、难度大、风险高，需要攻克气动力、气动热、防热、半弹道式导航制导与控制系统等关键技术。科研人员经过3年多的攻关，实现了诸多创新。
为什么采用“跳跃式再入”？
跳跃式再入指航天器进入大气层后，依靠升力再次冲出大气层，利用大气对飞船的升力将飞船“托”出大气，降低速度后再进入大气层。‘半弹道跳跃式再入’有点像我们用石头在河里打水漂。
再入大气层后，要受到各种环境的制约，包括力的、热的，等等。通过这一次的试验验证，获取相关数据，以便后续降低我们自动采样返回任务的风险。
如果采用另一种返回方式，即“弹道式再入”，返回舱的再入迎角过大，会导致高过载和高热流。这不仅对返回舱的结构强度和防热层提出更高要求，更超出了人类的过载承受能力。即使是无人探测器，由于火箭运载能力的限制，返回舱不可能随着再入速度的增加而一味的增大、增重。采用“跳跃式再入”不但将过载减小，防止高热流，还改变再入的轨迹，成功地延长了再入路径。
航天器进入大气层后，依靠升力冲出大气层，降低速度，然后再进入大气层。对于以接近第二宇宙速度（每秒11.2千米）进入大气层的航天器，这种方法最为合适。
飞行器返回，第一次进入大气层时，先跃起，然后经过一段时间飞行，再第二次进入大气层，返回地球。返回舱在距地球5000公里的环月轨道与主控设备分离。当返回舱处于距地60公里时，将通过调整再入迎角弹回太空，之后进行第二次再入(称为跳跃式再入)。这个过程只有短短的15分钟。
顺便介绍一下，这次火箭发射还搭载了颗卢森堡14千克的小卫星，由上面级将其送入地球低轨道，以验证卫星长效电池工作情况。
李必光 博客文章
2014-10-28