答：航天器軟著陸有哪些常見緩衝方式？

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空少問答

小課堂

第104期

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一

答：航天器軟著陸有哪些常見緩衝方式？

上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！

想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：航天器軟著陸有哪些常見緩衝方式？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！

空少正解

上期我們講到，2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器成功軟著陸在月球背面東經177.6度、南緯45.5 度附近的預選著陸區。

航天器等有硬著陸和軟著陸的方式。硬著陸就是以自由落體的方式下降，直至達到表面的著陸方式；軟著陸就是在下降過程中逐漸減小下降速度，在到達表面時仍保持儀器正常工作狀態的著陸方式。

很顯然，為了能在月面上繼續探測，也為了對未來的載人登月進行技術測試，嫦娥四號選擇的是軟著陸。嫦娥四號從距月面15公里的落月準備軌道開始降落，在反推發動機的幫助下，逐步減小下降速度，並調整姿態等，最終在著陸緩衝機構的幫助下穩穩的軟著陸在南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內。

嫦娥四號降落過程示意圖（來源：新華網，http://www.xinhuanet.com//tech/2019-01/04/c_1123944934.htm）

軟著陸首先需要減速，通常都是藉助的減速火箭，也就是「反推發動機」，就好像跟發射火箭時候反著來的、通過火箭噴射來減速。另外，火箭減速過程中，在合適的時間打開降落傘，也可以輔助減速。減速到一定程度，能夠被著陸器承受之後，再經過緩衝，吸收掉衝擊的能量，就能成功軟著陸了。那麼，航天器軟著陸有哪些常見緩衝方式呢？

（1）不具有排氣孔的氣囊

前蘇聯曾使用這種裝置，它是最早使用的、結構也簡單的緩衝氣囊，著陸器被放在裡頭，其實就好像裹著軟墊。這種緩衝很容易彈跳或翻滾。

（2）可壓縮吸能器

它一般是由紙質、鋁、不鏽鋼或複合材料等製成蜂窩結構，受到衝擊時會被壓扁、變形，吸收衝擊的能量。這種緩衝方式比較簡單，不容易彈起來或翻滾，但結構複雜還比較重，造價也不低。

這種緩衝方式並不是說就直接在著陸器下邊墊一個減速結構。我們看很多著陸飛船比如嫦娥四號或者以前的阿波羅11號，下邊有幾個支架（稱為「著陸腳」，其中的減速結構稱「著陸緩衝機構」）穩穩的站在地上，其實「著陸腳」里填充了鋁蜂窩緩衝器，用來承受落地時的衝擊。

阿波羅11號著陸腳結構示意圖（來源：李萌等，

《鋁蜂窩串聯緩衝結構靜態壓縮模擬與試驗研究》，2013年）

（3）機械式緩衝裝置

它是採用彈簧、板簧或液壓減震器等來耗散衝擊的能量。這種結構可以用來代替上文說的蜂窩緩衝器，結構沒那麼複雜的同時緩衝性能也好，但是不利於控制，一旦設計不周非常容易反彈和翻滾。

（4）緩衝氣囊

緩衝氣囊在著陸器還在一定高度的時候就充氣，落地衝擊的時候從排氣孔排氣，實現緩衝作用。這種方式可以適用各種著陸速度和地形，但可能會翻滾。美國的勇氣號著陸火星時就採用了這種方法。

藝術圖：火星探測器使用緩衝氣囊來軟著陸（來源：NASA，http://marsrovers.jpl.nasa.gov/gallery/artwork/landing_br.html）

我們看嫦娥四號下邊同樣有幾個「腳」，它也是由著陸腳中填充的蜂窩結構材料（可壓縮吸能器）進行緩衝的。（詳見中國青年報《嫦娥四號再自述》）

留言區·精選

@ 水蛇?????????

航天器軟著陸技術按其工作方式主要有降落傘減速裝置、反推火箭、緩衝氣囊方式、軟著陸機構4類。嫦娥四號採用的是反推火箭及軟著陸機構。好奇號火星探測器第一次使用了創新的「天空起重機」技術，而勇氣號以及探路者都是使用了降落傘 氣囊的著陸技術

@ 中國製造2025

有硬著陸和軟著陸。硬著陸呢就是不加任何保護的硬剛。軟著陸好幾種，可以分為傘降，反推火箭，緩衝氣囊等等。較為成熟的就是載人航天的傘降 緩衝小火箭(前提是有大氣)或傘降 緩衝氣囊(勇氣號與機遇號)沒有大氣的話就是反推火箭＋緩衝結構(氣囊或者類似避震器的裝置)應該就這樣吧

@ 財神下凡

如果有大氣層，比如火星地球，肯定會裝降落傘的，降落傘能節省反衝火箭燃料的，除了伸出支腿兒之外，也可以膨脹出來一身氣囊砸在地上緩衝，穩當後泄氣展開，對於沒有硬殼地表的星球，就沒有著陸一說了，可以用低溫飛艇在其大氣層內持續自控飛行。

感謝大家的支持，我們下期再見！

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