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【摘 要】：嫦娥五号轨道器和返回器目前已经完成了第二次月地轨道修正，即将实现轨道器与返回器脱离，一旦入地窗口来临，最具挑战性的返地之旅就将迎来最后考验。嫦娥五号从11月24日起飞奔

嫦娥五号轨道器和返回器目前已经完成了第二次月地轨道修正，即将实现轨道器与返回器脱离，一旦入地窗口来临，最具挑战性的返地之旅就将迎来最后考验。嫦娥五号从11月24日起飞奔月，到今天已经过去近一个月，其中经历了地月轨道转移、月面软着陆、自动采土封存、月面起飞、样品在轨转移、上升器脱离、月地轨道转移等多次惊心动魄的考验，如今进入最后关头，终于要择机返回地球。嫦娥五号返回地球过程中，受到西方媒体的极大关注，因为这其中隐藏了多项颇具实战意义的黑科技。

首先就是嫦娥五号特殊的入地弹道，嫦娥五号第一次入射大气层是从五千公里高度进入，由于这一前所未有的高度，重力加速度会将嫦娥五号的速度直接拉升到11公里/秒，相当于第二宇宙速度，这种速度下如果直接进入地球，很容易导致返回舱难以控制姿态而发生坠毁，甚至会因为剧烈摩擦产生的高温而烧毁，因此必须降低速度。

▲表面已经被高温烧成黑色的嫦娥五号T1验证返回舱

为了降低速度，返回舱采用了特殊的空气动力学设计，在进入到大气层约60公里后，会在底部形成弓形激波，从而将返回器再次弹出大气层，而后进行二次再入，此时返回舱的速度会降低到第一宇宙速度以下，大约7.6公里/秒。这时候返回舱的速度就容易控制的多，表面温度也不至于威胁到返回器和内部月球土壤样本的安全。

▲嫦娥五号跳跃式返回弹道跨越了半个地球

嫦娥五号这一降速过程的学名叫做半弹道跳跃式返回，实际上就相当于我们小时候玩的打水漂，石头以特定角度切入水中，而后再次跃起前进，所以也被称之为水漂式弹道。对于水漂式弹道我们最熟悉的莫过于著名的东风17弹道导弹，它采用了特殊的乘波体设计，可以实施多次跃起再入，弹道无法预测，很难被反导系统捕捉。相比于之前神舟系列返回舱着陆，嫦娥五号的着陆区面积是前者的15倍，充分说明水漂式弹道的变幻莫测，也进一步验证了东风17并非浪得虚名。

比水漂式弹道更难的是黑障区的通信问题，嫦娥五号虽然再入大气层已经进行了减速，但是速度仍然高达22马赫，返回舱与空气剧烈摩擦后，表面温度将会高达2000℃以上。在这么高的温度下，贴附在返回舱表面的气体会发生电离分解，从而形成等离子层，而等离子体会吸收和屏蔽电磁信号，从而阻断外界对于返回舱的雷达探测定位和通信，这就是传说中的黑障区。黑障区难以判定和人工干预返回舱的状态，因此极其危险，所以也被称为走鬼门关。

不过以我国目前的技术，已经能够轻松克服黑障区所带来的影响，例如向等离子密集区注入特殊的化学物质或者引入外磁场，降低等离子体的密度和厚度，也可以将返回舱设计成特殊的空气动力学形状，降低等离子层厚度，例如东风17的乘波体设计。最后就是加大电磁波强度，采用等离子体不易吸收的分米波和米波进行通信，我国远望系列测控船拥有多个大口径的通信天线，足以为嫦娥五号安全度过黑障区保驾护航。

嫦娥五号返回舱所使用的黑障区通信技术同样可以运用在弹道导弹之上，诸如东风21D/26等中远程反舰弹道导弹。这两种导弹的末端速度也可以达到10马赫以上，同样也会因为高温而产生一定的电离层，但是由于要执行精确打击大型水面舰艇任务，东风21D/26对于精度的要求又特别高，而这就要求必须使用雷达末端制导。雷达末端制导使用弹头自带的小型雷达对目标区域进行搜索，最后通过目标反射的雷达波准确定位，从而发动致命一击。而在雷达工作时，电磁波也需要克服黑障区的干扰屏蔽，这些技术在神舟、嫦娥等航天任务中已经多次验证，也为东风快递的一步步成熟奠定了坚实的基础。

文章来源：《弹道学报》 网址: http://www.tdxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0209/347.html