嫦娥5號(hào)理論落點(diǎn)是哪?與實(shí)際落點(diǎn)相差多少?
嫦娥五號(hào)的返回艙帶著從呂姆克火山麓取回的2千克月壤,經(jīng)過高難度的水漂半彈道重返大氣層,已經(jīng)在內(nèi)蒙古四子王旗順利著陸!
據(jù)央視直播的消息,今天凌晨1:59,嫦娥5號(hào)安全著陸,2:21空中搜索隊(duì)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),2:34紅外探圖像顯示嫦娥五號(hào)返回艙,2:45三支搜索車隊(duì)到達(dá)!盡管這個(gè)速度在專業(yè)人士看來已經(jīng)非常神速,但很多朋友眼中,似乎還有些落差,這返回艙肯定裝了定位系統(tǒng),直升機(jī)找個(gè)返回艙還得二十多分鐘,怎么會(huì)那么慢?不是應(yīng)該立刻找到的嗎?
嫦娥五號(hào)返回,落點(diǎn)到底算不算準(zhǔn)確?
上文中央視直播的已經(jīng)給出了相關(guān)信息,飛機(jī)搜索22分鐘發(fā)現(xiàn)目標(biāo),紅外凝視成像35分鐘給出圖像,車隊(duì)大約46分鐘到達(dá),我們可以根據(jù)這個(gè)信息大概評(píng)估下落點(diǎn)準(zhǔn)確度問題。
參與搜索的是大腹便便的直-8直升機(jī),直-8最大速度273公里/小時(shí),巡航速度大約232公里/小時(shí),一般在20分鐘內(nèi)最大速度可以飛行90千米,巡航可以65千米!據(jù)此計(jì)算,嫦娥五號(hào)落點(diǎn)距離直升機(jī)起飛位置超過65千米?
搜索直升機(jī)降落場(chǎng)
很顯然這個(gè)距離和后面的車隊(duì)大約45分鐘到達(dá)明顯不相符,因?yàn)橹鄙龣C(jī)保障搜索是從四子王旗搜索機(jī)場(chǎng)出發(fā)的,因此這個(gè)距離無法作為參考,唯一可以被參考的是車隊(duì)行進(jìn)時(shí)間,大約45分鐘!
我們現(xiàn)在要確定的是車隊(duì)大約是什么時(shí)候出發(fā),到底是直升機(jī)搜索到目標(biāo)后出發(fā)還是著陸后立即出發(fā),據(jù)種花家的分析應(yīng)該是著陸后就出發(fā)!為什么如此判斷?因?yàn)橹鄙龣C(jī)獲取的信息和車隊(duì)所得到的信息應(yīng)該是一致的!
車隊(duì)那么久才到達(dá)是因?yàn)椴菰貐^(qū)高高低低,并且還有積雪,車隊(duì)行進(jìn)并不能以高速公路計(jì)算,一般的夜間行進(jìn),草原地區(qū)最高也就20-25千米/小時(shí),那么45分鐘行進(jìn)的距離大約是15-20千米左右,如果計(jì)算歪歪扭扭行進(jìn)的距離,那么大約在12-15千米!
假如考慮車隊(duì)不在預(yù)定落點(diǎn)范圍外等待,必須要考慮一個(gè)安全區(qū)域,這個(gè)區(qū)域到底有多大沒人知道,但估計(jì)絕對(duì)不會(huì)小于10千米,簡(jiǎn)單的說必須留出一個(gè)10千米的安全范圍,車隊(duì)只能在外面等!
那么準(zhǔn)確的落點(diǎn)誤差大約只有2-5千米,對(duì)于一個(gè)水漂彈道返回,并且攜帶降落傘,還有強(qiáng)烈側(cè)風(fēng)的寒冬季節(jié)降落,這個(gè)精度和命中靶心沒啥區(qū)別!
為什么命中靶心了,還要車隊(duì)搜索?
相信嫦娥五號(hào)返回控制的團(tuán)隊(duì)會(huì)被你問的一臉懵逼,就像考了滿分100,卻還被質(zhì)疑為什么不做得更快一點(diǎn),確實(shí)飛船返回地球有一個(gè)無法避免的問題,那就是精度太差,即使?jié)M分,它的落點(diǎn)也有很大隨機(jī)分布的缺點(diǎn)!
為什么飛船落點(diǎn)如此不準(zhǔn)?
炮彈打得準(zhǔn)還是導(dǎo)彈打得準(zhǔn)?很明顯是導(dǎo)彈,因?yàn)闊o制導(dǎo)炮彈的所有參數(shù)在飛出炮膛的瞬間就決定了,這個(gè)初始參數(shù)包括炮管的角度、大氣溫度和密度、炮彈射程中不同風(fēng)速、緯度(科里奧利力)等,這些參數(shù)將決定炮彈最后的落點(diǎn)在哪里,因?yàn)橹型緹o法修正,所以初始精度誤差將會(huì)讓射程幾十千米的炮彈落點(diǎn)差距幾百米甚至更高。
所以一般情況下,大炮射擊時(shí)都是群射,而且數(shù)量以基數(shù)計(jì)算,而導(dǎo)彈則可以不斷修正,直至命中目標(biāo)!一般一個(gè)目標(biāo)很少會(huì)超過2枚導(dǎo)彈,所以有制導(dǎo)的導(dǎo)彈或者炸彈會(huì)更準(zhǔn)!
飛船沒有制導(dǎo)嗎?
飛船其實(shí)有制導(dǎo),比如進(jìn)入返回走廊前會(huì)建立姿態(tài),嫦娥五號(hào)返回艙的姿態(tài)則是要讓它在大氣層中飛行一段時(shí)間(黑障)再彈出大氣層,然后再拋物線返回大氣層,再次進(jìn)入黑障!在黑障狀態(tài)下,返回艙無法和地面通信,地面也無法將指令發(fā)送進(jìn)飛船!
因此在黑障狀態(tài)下,有沒有制導(dǎo)沒啥區(qū)別,關(guān)鍵是出黑障后,此時(shí)將會(huì)有飛船和航天飛機(jī)的差別,一種是阿波羅計(jì)劃中的錐形大底飛船,獵戶座也是這種風(fēng)格,另一種是聯(lián)盟號(hào)和中國神舟系列,還有SPACEX的龍飛船也類似,都是鐘型風(fēng)格!這種飛船類在低速下幾乎就沒啥升阻比可言,跟鐵塊差不多!
還有就是航天飛機(jī),這是帶翅膀的飛機(jī),盡管升阻比差一點(diǎn),但好歹也能在大氣層中做個(gè)滑翔,因此航天飛機(jī)可以準(zhǔn)確定位落點(diǎn)在跑道,比如美國航天飛機(jī)的御用降落機(jī)場(chǎng)是佛羅里達(dá)州東海岸的梅里特島的肯尼迪航天中心,大部分任務(wù)都是在這里降落的!
所以出了黑障后,飛船像秤砣一樣往下掉,掉到哪里只能聽天由命了,當(dāng)然這還不算,如果不開降落傘的話應(yīng)該會(huì)更準(zhǔn)一些,但一開降落傘,從10千米高度下落,風(fēng)都能吹離很遠(yuǎn)!
執(zhí)行STS-127任務(wù)的奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)安全降落美國宇航局肯尼迪航天中心
而航天飛機(jī)在出了黑障后剛好可以調(diào)整軌道,看看是不是下降通道內(nèi),如果不是那么可以稍微調(diào)整下,對(duì)準(zhǔn)幾十千米外的機(jī)場(chǎng),一路滑翔而來!
可惜航天飛機(jī)成本實(shí)在是太高了,沒人用得起,所以還是用低成本的飛船吧,等未來空天飛機(jī)造出來,也就圓滿了!