抄袭嫦娥五号?美猎户座飞船返回:水漂弹道,是我们泄密了吗?

中美两强航天梦。 我国航天工程国产自主创新融入先进技术。

中美航天竞赛或将重演。在众多国家中,航天事业的发展水平更受到全世界的关注。

中美两个航天强国的竞争,更显具有战略意义。中美航天发展的步伐似乎越来越接近,尤其我国嫦娥五号完成月球探测任务并成功采集月球样品并带回地球成功落地,为我国航天科技再添新辉煌,重新激发了人们对航天梦的向往。


但并不时都是令人振奋的消息,美国NASA最近公布的2023年载人航天计划,居然也将使用我国嫦娥五号所采用的水漂弹道技术,这是否说明美国人已经抄袭了中国嫦娥五号的技术呢?

一、是什么技术?

我国嫦娥五号在返回地球时所使用的技术便是水漂弹道技术。

这项技术的出现,解决了长期以来航天员和科学家们的痛点,这个痛点就是航天器在高速下降时,能成功回收,而且回收时不会损坏其携带的样品和设备。

水漂弹道技术的出现,为“天上抓下来”打下了一条血路。


水漂弹道技术的主要原理是通过不断进入和脱离地球大气层来降低回收航天器的速度和角度,以便于成功实现回收工作。

这也是为何科学家们将技术命名为“水漂弹道”,因为航天器在上面就好比是水中的石子打水漂,不断在地球大气层中进行震荡,如此一来就能够有效减低航天器的速度和角度。


水漂弹道技术看起来非常简单,但其实仍然存在着很大的挑战。在航天器初次进入地球大气层时,它们通常会呈直线下降,并且会受到地心引力的影响,以至于速度会变得越来越快。

只有当航天器降落到离地面约120千米时,受到大气层的阻力减速,但这样的减速仍然不够,因为初始速度仍然很快,这就意味着降落依然非常危险。

为了解决这一问题,水漂弹道技术可以在航天器降落到地球大气层60千米高度时重返高空,并且通过减速再次升空,使航天器在每次升空时都呈现出抛物线的运动轨迹。

这样一来,航天器的速度会大大减小,其运动方向也会被影响,从而保证航天器最终能够安全降落。


航天器在减速和下降过程中,会出现很多技术和物理问题,因此科研人员必须在缩短高空停留时间和保证航天器继续保持大气层内的运动状态之间,精准地控制航天器的多个参数,并且必须根据大气压力和密度,准确地计算出最佳的减速时间和方式。

为了保证航天器准确地返回大地,它们必须配备高度精准的降落伞和地面定位系统。当航天器在离地面约10千米时,降落伞会在正确的时间被自动释放,并且成功减缓降落速度,而地面定位系统会在航天器落地前精确地确定其位置。

因此,水漂弹道技术对航天器自身的设计和控制系统也提出了很高的要求,只有科研人员通过不懈的努力和创新,航天器才能成功应用这一技术,这也是我国航天事业取得的一次伟大成就。

二、为什么水漂弹道技术是中国的?

我国的嫦娥五号是人类历史上第一次尝试使用水漂弹道技术的航天器,而且还是首次就成功地将月球样品带回地球。

这也就是说,这个被誉为“水漂弹道”的技术正是我国科研人员在战胜重重技术难关之后创造出来的,为全球航天史上的一大创举。


为了研发成功这项技术,我国科研人员必须翻越一座又一座的技术高山,攻克一个又一个的技术要塞,他们首先在航天器上应用了先进的反推技术,通过这项技术,航天器可以在在大气层高度时自主调整和减速,使得它可以顺利进入下一个降落步骤。

通过摆动翼等装置,我国科研人员实现了航天器在高空时沿着大气层下垂的运动轨迹,这一摆动运动不仅可以减小航天器的速度,还可以影响航天器的运动方向,从而为航天器成功降落奠定了基础。

为了保证航天器在第二次升空后能够顺利降落,并且不会脱离大气层,科研人员还使用了先进的定位和控制系统。

这个系统可以在航天器下降到地面约60千米高度时启动,并且精准地控制航天器的运动轨迹和运动速度,使得航天器最终可以成功回收。


为了降低航天器在最后阶段的速度和实现精确着陆,我国科研人员还设计了一款新型的降落伞,并且在航天器上配备了高精度的定位和测绘设备。

通过这些设备的精准配合,航天器可以在第二次升空后成功降落,并且将携带的月球样品安全带回地球。

可以说,我国航天事业的成功拥有水漂弹道技术是科研人员们多年来刻苦钻研和创新的结晶,他们不仅攻克了这一高难度的技术难关,还为全球航天事业的发展作出了重要贡献。

三、美国也抄袭我国技术?

在我国嫦娥五号成功使用“水漂弹道”技术带着重达1730克的月球样本成功返回地球之后,美国木马计划悄悄更名“猎户座”计划,并且宣布将在2023年使用“水漂弹道”技术取回月球样本。

由于在之前的两次土火星任务中,美国宙斯计划不仅次次失败,还出现了几起机械故障,导致航天器无法按计划执行任务,这让美国人对宙斯计划的成功充满了期待,甚至认为美国人也可以通过尝试“水漂弹道”技术取回月球样本。


在美国提出使用“水漂弹道”技术的计划之后,航天专家大为惊讶,纷纷表示美国的这项技术尝试很可能失败。

因为这项技术涉及到多个极其复杂的技术和物理问题,而且它对航天器的设计和控制系统提出了很高的要求,这也是为什么在航天事业发展的历史上,几乎没有哪个国家尝试过这项技术。

美国在提出使用“水漂弹道”技术的计划之后,会做到最后,它会在全世界都知道结果之前退出,这只是美国给自己“刷存在感”的一种方式,所以我国宇航部门对水漂弹道技术还是很有信心的。

不过我们可以肯定的是,无论是我国还是美国,都是站在巨人的肩膀上前行。

因为我们都知道,我国嫦娥五号的“水漂弹道”技术技术并非原创,而是在上个世纪60年代末期,苏联人在尝试使用这项技术时提出的。


虽然苏联人最终未能成功使用这项技术,但他们的努力和探索为全球航天事业的发展打下了坚实的基础,这也影响了我国的航天业务。

笔者认为我们在学习借鉴他人的基础上,更应该推陈出新,创造更多具有自主知识产权的创新成果。


虽然航天事业属于全人类,但每一个国家都应该为其发展做出贡献,而不是站在巨人的肩膀上看风景。

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页面更新:2024-03-14

标签:弹道   嫦娥   猎户座   航天器   大气层   美国   月球   飞船   航天   地球   我国   技术

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