一個“水漂”9000公里，嫦六返回器兩入大氣層回家！表面燒出大包
嫦娥六號已經將月壤取回來了！攜帶着寶貴月壤樣本的返回器於6月25日下午14:08降落於內蒙古四子王旗航天着陸場，代表着嫦娥六號月壤取樣任務取得圓滿成功。
嫦娥六號任務從開始到結束的各個環節各種操作，一切都顯得那麼絲滑順暢，這正體現了我國航天科技的高超，向全世界展示了我們的航天實力。比如嫦娥六號的返回之旅就很是不平凡。
嫦娥六號返回器是於6月20日和軌道器一起返回的，歷經5天的奔波從38萬公里之外的月球來到了地球，但由於它是從月球的環月軌道經歷了兩次變軌纔來到了地球，所以它飛行過的實際路程要遠超38萬公里，應該在60萬公里以上。
在軌返組合體向着地球前進的過程中，由於受地球引力的牽引作用，軌返組合體一直在加速，在抵達地球附近時已被加速到接近第二宇宙速度（11.2km/s），其實際速度大約爲每秒11公里左右，超過了目前環繞地球運行的所有航天器的速度。
在來到距地球表面5000公里時，軌道器與返回器解鎖分離，這個時候軌道器和返回器的位置在大西洋南部上空，解鎖分離後返回器獨自進入地球大氣層，軌道器則啓動發動機遠離返回器，避免兩者在氣流動力作用下相撞。
這對“好友”組合分道揚鑣之後，軌道器將執行嫦娥六號任務之外的附加任務，目前還未知。
而這時候的返回器則以接近第二宇宙速度的高速直衝地球，在來到非洲南部的好望角的時候開始第一次進入地球大氣層，上面的姿控發動機啓動，使得返回器大底朝向前方，巨大的衝擊力使得返回器與大氣層劇烈摩擦，底部產生的強大氣流壓力使得空氣都成了等離子態，返回器底部處於劇烈燒蝕狀態，溫度高達3000℃以上，要比神舟飛船返回時產生的溫度高多了。
所以返回器的表面看上去燒蝕非常嚴重，有成片燒焦變黑的地方，邊緣部位都燒出了大包，可見其初返大氣層時經受的溫度有多高。
其燒蝕如此嚴重主要原因就是因爲它在闖入地球大氣層的速度太快了，接近第二宇宙速度（每秒11.2公里），而神舟飛船返回闖入地球大氣層的時候。速度還不到第一宇宙速度（每秒7.9公里）。
嫦六返回器以強大的衝擊力砸入大氣層中，直衝到地面以上60公里處，但是返回器扁平的底部衝擊大氣層時也給返回器帶來了氣動升力，使得返回器又開始以拋物線角度向上飛起，如同打了個水漂一般。
這個“水漂”飛行的距離可大了去了，從返回器在非洲好望角西南部開始撞擊地球大氣層開始算起，大約要到莫桑比克海峽北部向上擡升，最高可向上飛昇到地表以上140公里，重回地球鄰近空間，基本上是又出了大氣層，然後到巴基斯坦南部再入大氣層，進行第二次減速。
返回器打出的這一個“水漂”的長度基本就是就是從非洲好望角到達巴基斯坦南部，這個距離大約有9000公里，一個水漂打出上萬公里的距離，難以想象吧！
這種飛行軌跡和模式叫做“半彈道跳躍式再入”，也叫“桑格爾彈道”，航天器返回及洲際導彈飛行，都有可能利用這種飛行模式。最早提出這種飛行構想的人是奧地利的航天飛行專家桑格爾，可能大家以爲他是美蘇太空爭霸時的航天專家，但實際上他出生於1905年，在1929年就在自己的大學畢業論文中提出了這種飛行器彈道構想，1933年又創作了《火箭飛行工程學》一書，其中詳細闡述了這一飛行模式，後來他被德國空軍部收編，便想利用這種彈道飛行動力學打造出一種全球戰略轟炸機，從德國出發向西“打水漂”可以去轟炸美利堅的紐約等城市，轟炸完之後轟炸機還可以通過打水漂的飛行方式再飛回德國。而由於這種飛行理念太過先進，德國空軍部認爲難以實現，沒有全力支持而作罷。
我國嫦六返回器進入大氣層後的飛行軌跡，利用的就是這種彈道模式，但也有人說走的是“錢學森彈道”，其實並不是，錢學森彈道飛行模式是進入大氣層後利用氣動升力平行飛行，基本不會再向上躍升，這需要有較好的升力體設計。
比如我們的東風17導彈，彈頭就是三角形小角度錐體設計，十分有利於利用氣流升力飛行，因此可以在這種彈道模式下進行長距離突襲式打擊。
但是嫦六返回器卻是類似於圓球形，如果走錢學森彈道，那麼返回器迎風面太大，就會更長時間在大氣層中摩擦燒蝕，高溫損壞的機率就變大了，而且由於空氣阻力作用，飛行距離相對要更短一些，不利於掌控。
但嫦六返回器利用桑格爾彈道並不是爲了飛得更遠，而是爲了更好地減速，同時保護返回器不至於在高溫中損壞，而在這一“打水漂”的過程中，航天器的速度也大幅度下降，在巴基斯坦南部再入大氣層的時候，速度已經降至第一宇宙速度以下，基本上和神舟飛船返回時的速度一樣了。
接下來返回器將在大氣層中以底部朝前的姿態飛行，這一次的減速過程和飛行軌跡都和神舟飛船差不多，飛行的高度也不會再次擡高，速度也將大幅度降低，直到接近到達內蒙古四子王旗航天着陸區上空10公里時打開降落傘。
第二是減速的飛行距離大約有3500公里，加上第一次減速“打水漂”時的9000公里，嫦六返回器進入大氣層後的整個減速過程長達1.2萬公里多。
在嫦六返回器打開降落傘的一刻，下落速度還相當於一倍音速，但降落傘的減速作用非常強，很快就使得返回器下降的速度由衝擊改爲飄落，接近地面的時候的下降速度每秒僅三米左右。對不載人的航天器來說，這個速度是非常緩慢和安全的了。
嫦六返回器最終的落點座標爲東經 111 度 24 分 56 秒，北緯 42 度 20 分 28 秒，這個位置距離原先通報的落點僅有646米，說明了落點精度相當高，降落過程十分完美，這也體現了我國在航天器精準控制方面的技術十分高超。
嫦娥六號是人類首次實現月球背面月壤取樣任務，這是由我國航天人和科學家們來完成的，完美體現了我國的航天科技發展水平和航天技術的巨大進步，相信我們將來也會取得更多更大的航天和宇宙探索成就。
消息來源：《光明網》6月26日報道《嫦娥六號返回器安全着陸 實現世界首次月球背面採樣返回》