毛新愿

地球上有上百萬種動物，它們有各自生存的特點。人類作為高級動物，得以從動物身上獲取靈感，創(chuàng)造出新發(fā)明為自己所用。比如，科學家根據(jù)長頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理，研制了飛行服——“抗荷服”，這成為助力人類飛向更高處的關鍵裝備。假如你能獲取動物的某種能力，你希望是什么呢？

科學地探求真理，要求我們的理智永遠不要狂熱地堅持某種假設?！鍋啠ǚ▏骷遥?/p>

人類再次登上月球，甚至未來登陸火星，一直是大家關注的焦點。那你知不知道，降落在其他星球上的宇航員要怎么回到地球呢？我們以登月為例了解一下吧。

天宮空間站僅距離地球表面約400 千米，相比之下，月球到地球的平均距離達到38 萬千米，載人登月的難度可想而知。因此，為確保航天員安全無虞地在地月之間往返，不僅需要世界上最強大的運載火箭、最先進的載人飛船、最復雜的登月艙，還需要一整套安全的流程。

第一步：離開月球表面

任何一個大天體都有自己的引力場，牢牢束縛住天體附近的物體，要想離開，就要掙脫這個引力場。在地球上這個過程極其艱難：一方面，地球質量巨大，重力的束縛能力更強；另一方面，地球有稠密大氣，加速時劇烈的空氣沖擊會給火箭帶來不小的阻力和熱量。所以，我們看到的所有火箭發(fā)射，幾乎都是“龐然大物吐著巨大的火舌”拔地而起，畫面震動，煙霧彌漫。

表面看來，離開月球表面似乎簡單不少：一方面，月球的重力只有地球的六分之一，逃脫難度大幅降低；另一方面，月球上幾乎是真空狀態(tài)，根本不用設計額外的火箭整流罩等防護空氣沖擊的結構。小型的發(fā)動機和相對簡單的登陸飛船，就能帶著航天員離開。在實際操作中，登陸飛船包括著陸器和上升器兩個部分，只有上升器會離開月球。

然而，抵達月球表面的任何一個組件，都要搭乘火箭從地球發(fā)射，再由著陸器帶到月球表面。受限于火箭發(fā)射能力，航天員所在的上升器必須簡約到極致，以節(jié)省質量和空間。月球上一片荒蕪，沒有成熟的發(fā)射場提供后勤保障，上升器必須長期穩(wěn)定保管推進劑，就地取材、以底部的著陸器作為“發(fā)射塔架”，自己獨立導航控制，才能離開月球表面。

第二步：在月球軌道對接

離開月球表面，已經是上升器推進能力的極致，可依然不足以徹底擺脫月球的引力場直接返回地球。因此，它的下一個目標是找到一直在圍繞月球運行的返回艙。返回艙攜帶了一個擁有強勁動力的推進艙，足以保證送航天員返回地球。因而，上升器在起飛之前，必須精準預測返回艙的行動軌跡，找到合適的發(fā)射窗口，才能保證二者在月球上空準時軌道交會。需說明的是，這個窗口的狹窄程度以“秒”來計。

幸運的是，由于月球的真空狀態(tài)，任何一個航天器都不需要像在地球附近執(zhí)行任務一樣飛得很高以遠離大氣的摩擦，這讓上升器離開月球表面后軌道交會的難度降低不少。隨后，上升器和返回艙- 推進艙組合體在近乎一樣的軌道飛行穩(wěn)定?？墒?，月球本身距離地球太遠了，光速通信延時都有2 秒以上。當它們處于月球背面時，月球也會完全遮擋住信號，導致在地球上控制兩個龐然大物準確對The Big Bang | ∞大爆炸接極其艱難。

因而，上升器和返回艙- 推進艙組合體需要自主完成準確的對接，其間航天員會密切監(jiān)控對接的各項指標，如有問題隨時轉成手動對接模式。在完成對接后，航天員和從月球表面帶回的科研材料，將會全部轉移到更大更安全的返回艙里。而完成使命的上升器和航天服等，將會被無奈舍棄，最終撞向月球表面。

第三步：返回地球

找準時間窗口后，推進艙將會強力工作，推動整個組合體擺脫月球引力的束縛，正式踏上返回地球的旅途。不過，38 萬千米的太空旅途并非一帆風順。只有理論設計的軌道是完美的，現(xiàn)實中的飛行軌道總會存在偏差。在飛行過程中，地面會嚴密監(jiān)控這個偏差，在有必要時讓推進艙數(shù)次工作以修正軌道，才能確保組合體準時準確地抵達地球。

在抵達地球附近時，推進艙也完成了它的使命，將被舍棄，返回艙則輕裝上陣沖進地球。然而，稠密的大氣和強大的引力再次成了巨大的挑戰(zhàn)。返回艙是從遙遠的月球返回，在沖進地球大氣前，速度已經被提升到了地球的第二宇宙速度左右，即11.2 千米/ 秒。相比較之下，神舟飛船等返回地球時，僅需面臨第一宇宙速度（7.9 千米/ 秒）的挑戰(zhàn)。額外的速度，會造成大氣沖擊指數(shù)級提升，積累的熱量會嚴重威脅整個返回艙的安全。

一個有效的解決途徑就是打“太空水漂”，返回艙借助接觸大氣上層以產生足夠大的氣動力一躍而起，“緩一緩”再落下來，來回幾次，最終返回。因為空氣密度各處不同，沖進大氣的角度和姿態(tài)極難控制，每次沖進大氣都要保證不要超過返回艙的熱量和沖擊力忍耐極限，“打水漂”的次數(shù)和間隔要精準計算，最后的落點也要求是提前準備的降落區(qū)域。顯而易見，這一系列操作是極其復雜的、非常了不起的事情。

終于，“太空水漂”結束，返回艙一頭“扎進”大氣，開始了最后的旅途，其間通過氣動力和姿態(tài)控制牢牢保證飛船隔熱面直接面對大氣沖擊，將2000 多攝氏度的高溫隔絕在外。航天員能看到窗外的“火閃雷鳴”，飛船內部卻是舒適的20 多攝氏度。最后，引導傘、主傘等降落傘系統(tǒng)先后打開減速，讓飛船落到地面或海洋。由于這些區(qū)域一般是無人區(qū)，搜救隊伍要努力在第一時間找到航天員，把他們從密封的返回艙拯救出來。

再經過一段時間隔離之后，航天員才能真正面對大眾，成為人們心目中的英雄。而他們的榮譽背后，還有許多科技人員，他們也是默默無聞的英雄。