航天器进入技术

航天航空术语

航天器进入技术是使航天器按预定要求进入行星大气层并在行星表面软着陆的技术。

简介

按航天器所要到达的目标星，分别有金星进入、火星进入和地球进入等，地球进入又称再入。有人把在月球上或其他无大气行星上的着陆技术也归入进入技术。

技术构成

进入技术是综合性技术，包括离轨技术、减速技术、防热技术和着陆控制技术。

离轨技术

航天器摆脱出发星球的引力场，在太阳系内绕太阳飞行，最后在目标星引力出入大气层的速度，首先用制动火箭减速进入目标星的卫星轨道，然后再进入大气层。这种方式称为离轨进入。

减速技术

为了使航天器以一定的安全着陆速度在有大气层的目标星上着陆，一般采用目标星大气层气动力减速的方法：航天器的着陆器(舱)被设计成为钝头和短粗的外形，以便减小弹道系数，从而使着陆器有较低的稳定下降速度。着陆器下降到一定高度时利用降落伞进一步减速。

对于大气密度较大的行星(如金星)采用弹道进入，而不用升力方式进入，这样虽然过载值较大，但避免了复杂的控制系统；对于大气密度较小的行星(如火星)，除了使用大面积降落伞外还须使用缓冲火箭和机械缓冲装置。

防热技术航天器以双曲线速度或椭圆速度进入目标星大气层后，在它的头部前面形成一个冲击波，在有些情况下，冲击波与航天器壳体之间的温度会达到10000°C以上，因此进入行星大气层的航天器必须考虑防热问题。进入大气密度较小的行星大气层产生的热流也较小，例如进入火星大气层时，产生的热流仅为从地球卫星轨道上再入地球大气层时产生的热流的1/2 0，因此防热问题容易解决。对于直接进入大气密度较大的行星，例如金星，产生的热流要比再入地球大气层时增加50%~100%，防热问题十分严重。解决气动加热的办法之一是把航天器设计为钝头的外形。这样，航天器在大气层中运动时会产生很强的脱体激波，耗掉气动加热的大部分热量，只有很小部分传给航天器。同时，航天器承受热流大的部位要采用烧蚀防热。

着陆控制技术

为使航天器在行星上准时、定点和安全着陆，必须精确控制航天器的速度矢量，使航天器在指定时间以指定速度穿入进入走廊。为了控制航天器在行星上的着陆时间和落点位置，还需要对航天器的姿态和轨道进行控制，即选择制动火箭的推力方向和离轨时刻。从地球到行星进行无线电传输需要较长时间(如到火星需19分钟)，而航天器着陆过程仅几分钟到十几分钟，因而不能从地球上进行实时控制，而由航天器上自动控制设备完成着陆过程。

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