飞行试验器为“嫦娥五号”细探从月球返回地球之路

“我国将首次实施再入返回飞行试验，飞行器将于24日至26日择机发射”的消息传出后，很多人搞不清这个飞行试验器和2017年前后承担“无人采样返回”任务的“嫦娥五号”是什么关系？为什么要搞这样一次飞行试验？试验的难点又在哪？

新华社科普记者采访权威专家和参研参试人员进行解析。飞行试验器名字太长，记者姑且给它取名“小飞”。

“小飞”是谁？——“嫦娥五号”的“探路小兵”

中国探月工程三期总设计师胡浩：“嫦娥五号”的任务是实现我国探月工程三期“无人自动采样返回”。与“嫦娥一号”“嫦娥二号”“嫦娥三号”相比，“嫦娥五号”的“身体”结构要复杂得多——由轨道器、上升器、着陆器和返回器等组成，像“葫芦”一样串在一起共同组成。科研人员正在为“嫦娥五号”载着月壤回归地球努力工作。

“嫦娥五号”需要突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和高速返回4大关键技术。国防科工局新闻发言人说：“为突破高速返回关键技术，必须先期实施再入返回飞行试验。”

科普记者观察：哦！“小飞”原来是“嫦娥五号”的“探路小兵”。它不会走“嫦娥五号”要走的全程，而是重点考察从距地约38万公里的月球返回地球——“回家的路”。

“回家的路”好走吗？——“小飞”第一次走，快慢难控

中国探月工程三期副总设计师郝希凡：这是我们第一次试验从月球返回地球。飞行器从月球回地球的时候会越飞越快，回到大气层的时候接近第二宇宙速度(11.2公里／秒)。这要比神舟飞船返回地球的速度快很多。

目前，我们从单纯的地面实验积累的对地球大气特性的认识还不充分、模型不完全，返回器高速返回条件下的气动、热防护、高速返回的导航制导与控制系统(GNC)物理模型和数学模型掌握不完全。为确保“嫦娥五号”任务成功，必须“把实验室从地面搬到天上”。

科普记者观察：原来“小飞”是一个并不老练的司机，受命走一条没走过的路。路况陌生、复杂、多变。又偏偏一路下坡刹不住车，车体车轮摩擦得滚烫。可得把好了GNC方向盘，当务之急——把自身速度降下来。

怎样“平安到家”？——别一猛子扎下去，“打个水漂”再返回

中国探月工程副总指挥刘继忠：此次试验一大难点在于采用“半弹道跳跃式再入”方式返回地球。“打个通俗的比方，‘半弹道跳跃式再入’类似于我们在河边拿起石头打水漂。这个特殊的返回轨道目的在于降能减速，确保飞行器返回。”

中国探月工程三期副总设计师郝希凡：啥叫半弹道？没有浮力抛物线落下，就叫弹道；半途打了个水漂弹出去了，就是半弹道。再入，就是以接近第二宇宙速度进入大气层，经跳跃式弹起后，再次进入大气层，在内蒙古中部地区着陆。

科普记者观察：不知道“小飞”打水漂的功夫如何。但是记者对中国航天导航制导与控制系统(GNC)技术很有信心。信心并非凭空而来，记者多次采访负责这项技术的中国航天科技集团502所。这里一拨“70后”“80后”非常敬业、优秀。还记得2013年12月14日，“嫦娥”三号成功落月么？站得多稳啊，GNC控制得好！

“小飞”这“探路”要花几天？——小长差：8天多

中国探月工程副总指挥刘继忠：飞行试验器发射升空后将经历星箭分离、地月转移、月球近旁转向、月地转移、返回地球附近、再入返回地球等六大关键节点。整个过程大约8天左右。

科普记者观察：8天，奔月、绕月、返回。好辛苦呀！“小飞”好运，科研人员加油！(记者余晓洁、杨维汉)