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【猎户座将在即将回归的过程中会像“石头跳跃一样”飞越地球大气层】阿耳特弥斯1号任务令人兴奋的结局将涉及一项客运航天器从未尝试过的再入技术 。
上图：猎户座再入大气层期间的假想图 。
阿耳特弥斯1号任务即将结束 ， 但这并不意味着艰难的部分已经结束 。 无人驾驶的猎户座宇宙飞船目前正在从月球返回地球的途中 ， 如果它要成功地在太平洋上溅落 ， 它仍然必须在穿越地球大气层的痛苦重返中幸存下来 。 NASA希望一种被称为“跳跃式再入”的新技术 ， 能够在太空舱漫长而历史性旅程的最后一段中帮助它 。
在本周早些时候成功飞越月球后 ， 猎户座将于12月11日周日返回地球 。 在阿耳特弥斯1号任务的第26天 ， 也是最后一天 ， 美国宇航局耗资204亿美元的航天器将以每小时2万英里（每小时32190公里）的速度撞击大气层 ， 这是历史上任何载人航天器的最快速度 。
“当猎户座在几天后重新进入地球大气层时 ， 它将比以往任何时候都更热、更快地返回 —— 这是我们把宇航员送上太空之前的终极测试 ， ”美国宇航局局长比尔·纳尔逊在阿耳特弥斯任务博客文章中说 。 “下一步 ， 再入！”
猎户座配备了一个创新的防热罩 ， 旨在抵御再入时预计5000华氏度（2760摄氏度）的温度 ， 但NASA也指望“跳跃式再入”程序 ， 在该程序中 ， 航天器将从我们的大气层中反弹 ， 并在执行第二次再入之前暂时返回太空 。 正如NASA去年指出的 ， “这有点像在河流或湖泊中打水漂的一块石头 。 ”
这在载人太空舱上从未尝试过 ， 但它可以减轻空气动力学制动负载 ， 从而降低温度 ， 减小重力 ， 使飞行更加平稳 。 在这次首次任务中 ， 猎户座没有宇航员 ， 但目前有三个人体模型 —— 海尔加、佐哈尔和坎波斯 —— 在飞船上收集有价值的数据 。 阿耳特弥斯1号是一个演示任务 ， 旨在为计划中的阿耳特弥斯2号载人任务奠定基础 。
更重要的是 ， 阿耳特弥斯计划作为一个整体 ， 是前往火星的垫脚石 。 比尔·纳尔逊曾表示 ， 美国宇航局的意图是使用猎户座执行载人火星任务 ， 但不是以32马赫的速度返回（猎户座从月球返回时准备这样做） ， 猎户座将以36马赫的速度从火星返回 。 我们还有很多测试要做 ， 因此 ， 即将到来的再入非常重要 。
在昨天举行的新闻发布会上 ， NASA上升和进入飞行主管贾德·弗里林解释说 ， 在跳跃式再入过程中 ， 控制人员将滚动太空舱以产生升力 ， 将太空舱提升回太空 。 在那之后 ， 他们会滚动飞行器 ， 让它继续下降 。 这种二合一的方法将把猎户座的再入分为两个阶段 ， 而不是单一的减速事件 。 以这种方式将其分开 ， 可以减轻隔热罩上的负担 ， 并减少内部重力 。
如前所述 ， 这将是载人飞船首次实现真正的跳跃式再入 。 曾经 ， 阿波罗11号指挥舱使用了类似跳跃式的技术来延长重返大气层的时间 ， 但它并没有离开大气层 。 苏联也成功地用ZOND飞船进行了跳跃式进入 ， 它从来没有容纳过人类船员 。
上图：“猎户座”号将尝试长距离跳跃进入 ， 将飞船从离地面约200000英尺的高度带到离地面325000英尺的高度 ， 然后再继续下降 。
当猎户座重新快速返回地球时 ， 热诱导的等离子体电离将导致一段黑暗期 。 当猎户座飞船距离地面约24000英尺时 ， 三个小型锥孔降落伞将展开 ， 而主降落伞将在6800英尺处展开 。 总的来说 ， 猎户座的11个降落伞将使飞船的时速从350英里（563公里/小时）降到20英里（32公里/小时） 。 因此 ， 从开始到结束 ， 猎户座的速度将从每小时20000英里下降到预期的每小时20英里 ——飞行主管贾德·弗里林说：“我们正在消耗大量的能量 。 ”
跳跃式再入技术也将使NASA更容易确定它希望猎户座执行溅落的位置 。 根据NASA的说法 ， 这在阿波罗任务期间引发了一个问题 ， 根据航天局的说法 ， 在阿波罗任务中 ， 返回的阿波罗指挥舱可能会冒险到达距离大气层入口点1725英里（2776公里）的地方 。 这一大范围的后果是 ， 多艘美国海军舰艇必须驻扎在沿预期轨迹的偏远地点进行回收作业 。
跳跃式再入可以在更大的范围内获得更高的精度—— 确切地说 ， 是5524英里（8890公里）的范围 。 猎户座制导、导航和控制子系统经理克里斯·马德森表示：“我们通过太空舱从几乎没有阻力的大气层中跳出来来扩大航程 。 在几乎没有阻力的情况下 ， 我们可以扩大飞行范围 。 我们使用太空舱升降机来确定我们跳得多高 ， 从而确定我们跳多远 。 ”
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