为什么返回的航天器有时会降落在海洋里

大多数美国的发射场都在海岸边。（想想卡纳维拉尔角。）但你有没有想过，为什么在十多年里，航天器也返回到水中？

溅落，即利用降落伞将舱或航天器降落在水体中的说法，在航天飞机发明之前是 NASA 首选的方法。现在，在其之后的时代，我们可能会重新采用溅落作为将宇航员安全带回家的最佳方式。

以下是其中涉及的所有内容。

溅落力学：空气制动

再入时，航天器必须从大约每小时 17,000 英里的初始速度减速到……嗯，宇航员在撞击地球表面时能够承受的速度。

如今，当太空舱实际溅落到水体中时，其速度相对缓慢，约为每小时 15 到 20 英里。为了开始减速，NASA 采用了一种称为空气制动的技术。基本上，航天器有意地轻微掠过地球大气层顶部，产生足够的摩擦力。

你可能已经将溅落与巨大的降落伞联系起来，但它们实际上要到飞行最后阶段才开始发挥作用——当航天器距离地面不到 10,000 英尺时。如果过早地在高层大气中部署这些降落伞，稀薄的空气会带来问题。

在早期的“水星号”飞行中，在成功溅入海洋后，一架直升机会将一根绳索连接到舱体上，并将其安全地放在附近的船上。后来，舱体配备了漂浮环；这有助于防止它们在等待起重机将舱体和船员吊上来时下沉。

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溅落的优点

在可重复使用的航天飞机——它像商用飞机一样在跑道上着陆——出现之前，所有美国的太空舱都选择了溅落而不是干式着陆。

一方面，这是有道理的：因为发射场是沿海的，所以太空舱已经设计成在发射过程中发生紧急情况时能够承受水上坠落。

此外，水比……嗯，陆地要柔软得多。仅靠降落伞是不够的；虽然俄罗斯和中国的载人航天舱使用重型制动火箭来减缓最终下降并返回地面，但 NASA 希望避免所有这些额外的重量。

当然，如果你降落在海洋里，发现你的计算偏差了几英里——不用担心。那里有很大的误差空间。

在美国大陆上，情况就大不相同了，即使在最偏远的沙漠地区，那里也遍布峡谷、城镇和保留地。

溅落的缺点

另一方面，空旷的海洋本身也带来问题。一度，在溅落后定位和固定舱体需要海军多艘船只的协调努力——更不用说数百万美元了。

例如，在 1962 年，“奥罗拉 7 号”偏离了计划的着陆区整整 250 英里。宇航员斯科特·卡彭特在救生筏上等待了三个小时，然后，尽管浑身湿透，但很高兴，一架 HSS-2 直升机将他救起。

即使着陆地点正确，其他事情仍然可能出错。

“天空实验室 4 号”任务和“阿波罗-联盟测试计划”都以翻覆的太空舱结束。尽管充气式“扶正球”最终扶正了脸朝下的“阿波罗-联盟”舱，但船员范斯·布兰德在此之前实际上昏了过去。

然而，溅落最危险的方面可能是洪水和沉没的危险。1961 年，“自由钟 7 号”的舱门过早地炸开，几乎导致宇航员格斯·格里森溺水，这说明了这一点。

舱体本身，是这次事件的 grim reminder，在海底沉没了 38 年。

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如今的 NASA 溅落

现代溅落时代由 SpaceX 拉开帷幕——而且，值得庆幸的是，今天的着陆，例如“猎户座”号的着陆，比之前的着陆风险小得多。

2020 年 8 月 2 日，两名 NASA 飞行员乘坐SpaceX Dragon 舱返回地球，降落在佛罗里达州彭萨科拉海岸约 40 英里处。这是自 45 年前“阿波罗-联盟测试计划”以来 NASA 宇航员首次溅落；这也是载人航天器首次在墨西哥湾溅落。

“猎户座”号溅落

2022 年底，“阿尔忒弥斯 1 号”飞行试验的收官之作——无人的“猎户座”号溅落也取得了巨大成功。在绕月飞行 25 天后，“猎户座”号舱体以近 25,000 英里/小时的速度和近 5,000 华氏度的灼热温度——据 NASA 称，大约是太阳表面温度的一半——撞击地球大气层。

然而，通过一种名为“跳跃式再入”的新机动，舱体不仅一次，而是两次进入地球大气层高层，最终以 20 英里/小时的惊人速度降落在太平洋。

现在，“阿尔忒弥斯 II 号”任务的准备工作正在全面展开。该任务旨在自 1972 年以来首次将人类送上月球——并让他们以溅落的方式回家。今年二月，一支包括 NASA 潜水员在内的回收小组开始训练，准备再次从水中回收“猎户座”号舱体。

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