嫦娥五號(hào)返回艙：為何被燒的面目全非？回來時(shí)到底經(jīng)歷了什么

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)也逐漸具備了探索月球的能力，嫦娥計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生。嫦娥五號(hào)更是為我們帶回了月球樣本，然而細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，原本雪白干凈的嫦娥五號(hào)返回艙卻被燒得幾乎面目全非，這是為啥呢？它在返回的路上到底經(jīng)歷了什么？

人類探月史

人類的探月史可以追溯到20世紀(jì)中葉的太空競(jìng)賽時(shí)期，這是美國(guó)與蘇聯(lián)之間為爭(zhēng)奪太空科技和軍事優(yōu)勢(shì)而展開的競(jìng)爭(zhēng)。蘇聯(lián)在1957年成功發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星——斯普特尼克一號(hào)，這引發(fā)了美國(guó)對(duì)自身在太空領(lǐng)域的落后感和對(duì)國(guó)家安全的擔(dān)憂。作為回應(yīng)，美國(guó)政府決定加大太空探索的力度，并在1961年由時(shí)任總統(tǒng)約翰·F·肯尼迪提出了一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo)：在十年內(nèi)將人類送上月球并安全返回，這就是著名的阿波羅計(jì)劃。

探月被美國(guó)人視為科學(xué)研究的一個(gè)重要方向。月球是地球最近的天體之一，研究其起源、演化和構(gòu)成有助于我們更好地理解地球和太陽系的形成過程。通過收集和研究月球表面的樣本，科學(xué)家可以揭示地球和月球的共同之處和差異，進(jìn)一步探索太陽系其他行星的特征。

當(dāng)然，探月也具有國(guó)家間的政治和軍事意義。在冷戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)和蘇聯(lián)之間的太空競(jìng)賽成為兩個(gè)超級(jí)大國(guó)之間的象征。成功登月不僅象征著科技和工業(yè)實(shí)力的勝利，也意味著對(duì)軍事優(yōu)勢(shì)的爭(zhēng)奪。探月任務(wù)的成功對(duì)美國(guó)來說是一項(xiàng)重要的國(guó)家形象和聲譽(yù)的象征，可以加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的團(tuán)結(jié)和自豪感。

美國(guó)在1969年至1972年期間進(jìn)行了六次載人登月任務(wù)，分別是阿波羅11號(hào)、阿波羅12號(hào)、阿波羅14號(hào)、阿波羅15號(hào)、阿波羅16號(hào)和阿波羅17號(hào)。這些任務(wù)共從月球上采集了約382公斤（842磅）的巖石和土壤樣本。這些樣本被帶回地球，并在NASA的約翰遜航天中心的月球樣本實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。到了后期，美國(guó)為了結(jié)交各國(guó)曾把月壤當(dāng)禮物，中美建交時(shí)期我國(guó)也曾獲得1克作為禮物。當(dāng)時(shí)的許多研究都是在這1克月壤上做的文章，樣本雖少，卻引起了我國(guó)探月的熱情。

嫦娥工程

嫦娥探月工程的背景可以追溯到20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)世界范圍內(nèi)的太空探索正經(jīng)歷著新一輪競(jìng)爭(zhēng)。隨著美國(guó)、俄羅斯和歐洲等國(guó)家在太空領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，我國(guó)決定加大對(duì)航天事業(yè)的投資和發(fā)展，以提升中國(guó)在國(guó)際航天領(lǐng)域的地位。

2004年，我國(guó)正式提出嫦娥探月工程加護(hù)，工程以我國(guó)古代傳說中的仙女嫦娥命名，象征著中國(guó)人民對(duì)太空探索的憧憬和追求。嫦娥探月工程被分為三期進(jìn)行，每一期都有特定的目標(biāo)和任務(wù)。

截至2021年，嫦娥探月工程已經(jīng)取得了多項(xiàng)重要成就。從2007年最早的嫦娥一號(hào)開始，我們獲得了一系列月球影像和科學(xué)數(shù)據(jù)，為后續(xù)任務(wù)提供了重要的參考和基礎(chǔ)。2010年發(fā)射成功的嫦娥二號(hào)包括一個(gè)繞月探測(cè)器和一個(gè)月球著陸器，成功實(shí)現(xiàn)了繞月飛行和月球軟著陸。

2013年發(fā)射成功的嫦娥三號(hào)則包括一個(gè)繞月探測(cè)器和一個(gè)月球著陸器。月球著陸器成功實(shí)現(xiàn)了軟著陸，并釋放了一輛名為"玉兔號(hào)"的月球車。嫦娥三號(hào)任務(wù)還成功開展了一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探測(cè)活動(dòng)，為月球和地球科學(xué)研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)和樣本。

此外，嫦娥四號(hào)任務(wù)于2019年成功實(shí)現(xiàn)了月球背面軟著陸，并成為人類歷史上首次在月球背面進(jìn)行探測(cè)的任務(wù)。嫦娥四號(hào)還攜帶了玉兔二號(hào)月球車，此前發(fā)射的玉兔號(hào)已經(jīng)在2016年超額完成任務(wù)后停止工作。玉兔二號(hào)的使用壽命比玉兔號(hào)更長(zhǎng)，直到今年仍在月球上進(jìn)行探，測(cè)工作當(dāng)然最重要的還是嫦娥五號(hào)任務(wù)。

嫦娥五號(hào)任務(wù)

嫦娥五號(hào)任務(wù)于2020年11月24日成功發(fā)射。任務(wù)包括一個(gè)月球探測(cè)器和一個(gè)月球樣品返回艙。探測(cè)器在月球表面進(jìn)行著陸和采樣任務(wù)，采集了1731克的月球巖石和土壤樣本。采樣完成后，月球樣品返回艙與月球探測(cè)器成功進(jìn)行了自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，并將采集的樣本轉(zhuǎn)移至返回艙中。

隨后，嫦娥五號(hào)返回艙脫離月球軌道，執(zhí)行了長(zhǎng)時(shí)間的航天器在月球附近的飛行任務(wù)。在返回航程中，返回艙成功實(shí)施了樣品封存和保護(hù)措施，確保樣本的完整性和安全性。最終，嫦娥五號(hào)返回艙于2020年12月17日成功著陸在內(nèi)蒙古自治區(qū)的預(yù)定著陸場(chǎng)點(diǎn)，標(biāo)志著中國(guó)成為繼美國(guó)和前蘇聯(lián)之后第三個(gè)成功實(shí)現(xiàn)月球樣品返回的國(guó)家。

不過人們看了返回艙之后，卻對(duì)它被燒焦的返回艙充滿了疑問，它到底經(jīng)歷了什么？

返回艙為何被燒焦？

返回艙在返回地球時(shí)會(huì)經(jīng)歷高速進(jìn)入大氣層的過程。我們常說7.9km/s是第一宇宙速度，而嫦娥五號(hào)返回艙已經(jīng)接近第二宇宙速度，達(dá)到了10.9km/s（第二宇宙速度為11.2km/s）。這會(huì)導(dǎo)致摩擦產(chǎn)生高溫，使得返回艙外殼表面溫度劇增。為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，科學(xué)家們采取了燒蝕防熱的策略，使用耐燒材料制成的防熱層來吸收和燒蝕掉大部分的熱量，以保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和樣品的安全。也就是說外層會(huì)有一層保護(hù)，我們看到的被燒焦的痕跡實(shí)際上就是保護(hù)層被燒掉留下的。

此外，"黑障"也是返回艙在返回過程中遇到的困難之一。在大氣層高程較為稠密的區(qū)域，溫度極高，分子發(fā)生電離形成自由電子和正離子集合體，導(dǎo)致返回艙周圍出現(xiàn)黑暗和電離現(xiàn)象。這會(huì)導(dǎo)致儀器失靈和與地面指揮中心的聯(lián)絡(luò)中斷，給著陸位置的定位帶來困難。嫦娥五號(hào)返回艙也經(jīng)歷了將近3分半鐘的黑障階段，這期間外殼仍在燃燒，內(nèi)部則一片黑暗。

值得一提的是，載人航天飛船也會(huì)經(jīng)歷這些困難。那時(shí)返回艙外部是高達(dá)幾千度的高溫，即使有科技的保證，想必人也是會(huì)害怕的。從這一點(diǎn)來看，也不得不佩服那些執(zhí)行航天任務(wù)的宇航員們。

結(jié)語

目前我國(guó)嫦娥探月工程已經(jīng)處于第一階段——無人月球探測(cè)階段后期，預(yù)計(jì)2024年將發(fā)射嫦娥六號(hào)，嫦娥六號(hào)將在月球背面著陸，并實(shí)現(xiàn)人類首次月背采樣任務(wù)。

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，我國(guó)將在2030年前邁入第二階段——實(shí)現(xiàn)載人登月任務(wù)。該任務(wù)暫定為“嫦娥八號(hào)”任務(wù)，它將與嫦娥七號(hào)任務(wù)一起，組成國(guó)際月球科研站的基本型。我國(guó)正一步步實(shí)現(xiàn)嫦娥工程的最終目標(biāo)——建立月球基地。