嫦娥五號真的快回家了

從前幾天嫦娥五號上升器壯烈撞月，嫦娥五號已經好幾天沒訊息了，從2020年12月3日，嫦娥五號上升器在月球表面成功起飛，大家就都在盼著嫦娥五號什麼時候能把月土帶回來，很多人不斷的發問嫦娥五號到哪裡了？嫦娥五號沒訊息是不是失聯了？種種猜想下也反映著大家對嫦娥五號的關心，這不，訊息來了，嫦娥五號成功完成了第一次月地轉移入射。

月地轉移這個過程可是一個急不來的過程，許多人想象中的嫦娥五號返回器就像電影裡的星際飛船一樣，一路直行不帶剎車的飛向地球，當然這是科幻電影裡的誇張呈現，無論多厲害的航天器，就目前技術來看，都擺脫不了星球引力的影響，必須做繞星運動不斷修正軌道，才能完成離開和降落的任務。

雖然月球引力相比地球小，但是嫦娥五號返回器力氣更小，所攜帶的燃料和推力滿足不了直接從月球一腳油門開回來，這時就得藉助繞行軌道，這也是這幾天來嫦娥五號在接收到月土以後所做的工作，尋找月地轉移的時機。

嫦娥五號從發射入軌到返回器再入回收，一共要經歷11個飛行階段，分別是發射入軌、地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月面工作、月面上升、交會對接與樣品轉移、環月等待、月地轉移、再入回收，這樣看來嫦娥五號一旦成功完成月地轉移階段，那離回家僅差一步之遙。

月地轉移有何複雜之處

月地轉移，簡單地說是從月球軌道轉移到地球軌道的過程。上面也說明了，嫦娥五號的動力不足以支援直接從月球直線開回地球，現在就是退而求其次，一步步的繞回家。

當初嫦娥五號飛往月球的時候，走的是稱為地月轉移的軌道，嫦娥五號透過不斷加速、脫離地球引力、飛向月球開始，到被月球引力捕獲、近月制動為止的軌道段，現在就是把這個過程反過來。不管是地月轉移軌道還是月地轉移軌道，從理論上講空間中存在無數可能的軌道，而其中消耗能量最小的軌道只有一條，這正是嫦娥五號出發和返回時要走的路。

設計地球和月球之間的轉移軌道，必須同時考慮地球和月球的引力作用影響。就拿嫦娥五號飛向月球的過程舉例，當初嫦娥五號在地球發射升空以後，在近地軌道飛行時主要受地球引力的作用，月球引力的作用非常微弱，隨著地月轉移飛行過程的進行，嫦娥五號離地球越來越遠，地球的引力不斷減弱，而月球的引力不斷增強，飛行軌跡也逐漸偏離最初的橢圓形軌道，當嫦娥五號進入離月球6.6萬千米遠的半徑範圍內時，起主導作用的變成月球的引力，而不是地球的引力。

嫦娥五號這幾天在月軌做環月繞行，很大一部分原因就是在尋找月地轉移軌道的入口點。月地轉移軌道的入口點和出口點只是一種形象的叫法，嫦娥五號從入口點進入月地轉移軌道，從出口點離開月地轉移軌道，進入入口點的標誌就是月地轉移入射，軌道器在月軌點火推進，從近圓形軌道變為近月點高度約200公里的橢圓軌道。

根據地月的時空關係，只有在這個點進入月地轉移軌道，嫦娥五號才能按時與地球相會。否則，將會出現與地球“擦肩而過”的情景，所以對嫦娥五號變軌位置和速度等因素要求非常高。

嫦娥五號返回地球剩下的難點主要集中在哪裡

既然說月地轉移軌道的唯一性，對嫦娥五號的變軌的速度和位置要求非常高，這也是回家路上的一大難點，不過經過縝密的計算，以及大量角度的調整，問題還是不大的，最危險和最看技術的還是返回器的返回。

軌道器只會會護送返回器半路，最終返回器要獨自攜帶樣品返回地球。由於距離遙遠，太空中有沒有大氣層的阻力，所以返回器的速度會越來越快，如果不減速，進入大氣層與大氣劇烈摩擦，就有燃燒殆盡的風險。

為了保護好月土以及減少返回器的高速衝擊，返回器需要在大氣層進行一系列的減速過程，而這個減速過程，被形象的描述為“打水漂”。

我們平時在水面玩“打水漂”，石塊第二次入水的速度，會比第一次入水明顯速度減了很多。那想要返回器從太空打水漂，可比石頭在水面打水漂困難的多，為了返回器能實現在衝入大氣層後能再次彈出大氣層，嫦娥五號返回器的返回速度被設計成第二宇宙速度，也就是人造天體無動力脫離地球引力束縛所需的最小速度。

返回器在合適的角度衝入大氣層後，由於速度剛好是第二宇宙速度，返回器會擺脫地球引力的束縛，跳出大氣層，由於返回器沒有動力加持，跳出大氣層也終究逃不出地球的引力“魔爪”，會被再次“抓”回大氣層，這一系列過程返回器就像“打水漂”一樣飛出去很遠，但它的速度也降了下來，速度降下來了那就萬事大吉了，按部就班的墜落內蒙古，回收大吉！

讓我們靜靜地等待嫦娥五號的凱旋迴歸，它定將不辱使命！

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參考資料：《百度百科》