嫦娥五号成功回家啦！
12月17日1时59分，嫦娥五号的返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，着陆区大雪弥漫，搜索回收团队在第一时间找到了嫦娥五号，并成功装车返回航天基地。
23天近77万公里的行程，嫦娥五号工程圆满成功，这是中国航天的一个里程碑，也意味着在目前的世界探月工程中，中国已经走在了最前列！
这是非常不容易的，如果从月球上抓把月壤再返回地球很简单，那么欧洲航天局就不会向中国要月壤，美国航天局也不会向中国祝贺，他们自己上月球抓一把土就可以了，毕竟求人不如求己。
所以，嫦嫦娥五号的技术足以让国际社会尊重。这不仅体现在绕月对接阶段，还体现在返回大气层阶段，稍有不慎，就会前功尽弃。因为对于太空旅行来说，任何失误都是致命的，没有60分，也没有99分，只有0分和100分。
上月球难，从月球上回来更难，从月球上挖土并带回地球难上加难。毕竟目前能发射探测器并从月球返回的国家，只有三个，其中的前苏联还不存在了。
嫦娥五号探测器月球着陆
要从月球上挖土并返回地球，有两种方法，要么是探测器直接降落月球表面，挖土后推进舱（服务舱）和返回舱组合体从月球表面起飞，然后绕月飞行在合适的时间返回地球。另一种方案就是让轨道器和返回器组合体留在月球轨道，小质量的着陆器和上升器登陆月球，挖土成功后，上升器起飞，进行姿态控制后和轨返组合体对接。月壤转移到返回器之后，上升器被抛弃，轨返组合体在合适的时机返回地球。
很明显，美国的阿波罗登月和嫦娥五号都是采用的后一种方案。那么，为什么要采用这样的复杂技术呢，前苏联的方案简单可靠，为什么不采用呢？
这是因为，只有后一种方案，才能携带更多的月壤返回地球。前苏联的方案把推进舱和返回舱带着降落月球并从月球起飞，势必会消耗大量燃料。因为推进舱里装着的，是返回38.44万公里外的地球的燃料，质量肯定很大。而返回舱为了在进入大气层后能隔热飞行，外表面覆盖有厚厚的隔热材料，质量也很大，月球并非0重力，这些大质量的组成部分在降落月球和上升的过程中，势必会消耗大量燃料，减小返回器的有效载荷。
而如果采用后一种方案，小质量的着陆器和上升器登陆月球，挖土后上升，并通过姿态控制和大质量的轨道器（装有返回地球所需的燃料）返回器组合体对接，就能将燃料的消耗达到最小。
嫦娥五号上升器带着样品离开着陆器示意图
当然，这种方案自然比前苏联的更难。因为月球轨道对接不同于地球，如果对接不成功，就会消耗更多燃料，而美苏登月竞赛，实际上就是火箭推力竞赛，谁的推力更大，就可以把质量更大、携带燃料（推进剂）更多的探测器送上月球，自然也就可以携带宇航员和登月车登月。
说完了最难的绕月对接，以及为什么要绕月对接，我们再来去看看返回阶段。不同于宇航员从地球轨道空间站返回地球，从月球返回地球的轨返组合体的速度达到了第二宇宙速度，如果不减速，返回器在返回大气层就会因为速度过快而变成流星，最终因速度过快与空气摩擦生热而融化。
阿波罗登月因为发射的火箭土星5号足够大，总推力达3400吨左右，能将127吨的有效载荷送上近地轨道。所以返回器和服务舱携带的燃料足够多，可以通过服务舱的反冲来减速，这也是笔者为什么说登月实际上就是大推力巨无霸火箭的竞争的原因。而对于嫦娥五号来说，发射嫦娥五号的火箭推力800吨，轨返组合体+着上组合体重8.2吨，没有富余的燃料减速，只能另辟蹊径。
嫦娥五号的返回舱采用了打水漂的技术来减速。嫦娥五号的返回器通过姿态控制，以一定的角度落入大气层边缘，因为激波阻力的作用，返回器会会大气层弹起，然后再次落下，通过这两次减速，嫦娥五号的返回器速度会从11公里/秒降低到几公里每秒，最后进入降落到内蒙古。
可能之前关注过东风-17导弹的小伙伴会发现，这不就和高超音速飞行器的打水漂一样嘛。是的，这充分说明，我国科学家已经掌握了大气层边缘打水漂的技术，当然，我们是和平利用这种技术。
打水漂是德国科学家桑格尔发现的，不过这种技术对于飞行器的末端控制很难，中国能让嫦娥五号的返回器准点落入预订的着陆区，可见功力深厚。
那么，桑格尔弹道和大名鼎鼎的钱学森弹道有什么不同呢？区别在于，前者在大气层边缘打水漂，而后者是火箭助推大气层滑翔技术。钱学森弹道解决了打水漂难以控制末端着陆点问题，让加速到高超音速的滑翔体飞行器直接在大气层滑翔。只要解决了飞行器的耐热问题，滑翔体飞行器就实现洲际机动，并且还难以定位和防御。所以，桑格尔弹道对于航天器减速更适合，而钱学森弹道是远程机动用的。
高端的设备，往往只用最朴素的保温方式
也正是如此，此次嫦娥五号工程的成功，自然也是实力的展示。嫦娥五号的返回器在着陆后，就被贴上保温层，因为里面还有一些剩余燃料，这样可以防止燃料被冻住之后难以取出。
返回器层层包裹后，就被直升机调运到朱日和机场，笔者相信，一两天之后，网友们就可以一睹月球“土特产”的风采，亲眼看到来自月球风暴洋的月壤和月岩了。
最后，致敬嫦娥探月工程的所有科研工作者，没有他们日日夜夜的付出，就没有嫦娥奔月的成功！美国登月造假论肯定又热了，想了解的朋友，可以翻看 嫦娥5号归期将至，美登月阴谋论再起，这些疑点能证明美国造假？一文，尊重科学，才能走得更远！（列列）
