网传“美国太空返回舱”实为阿波罗计划期间制造的样板指挥舱,仅用于训练。真正的阿波罗11号返回舱图片也可见十分明显的灼烧痕迹。
事件背景
近期,中外社交平台广泛流传几张图片,据称是嫦娥六号与印度、美国太空返回舱的对比图,配文,“嫦娥六号去的是宇宙,但是似乎和美国和印度去的不是一个宇宙。要不就是印度和美国的技术更胜一筹,返回器崭新,而嫦娥六号的返回器外壳都焦了!”一些网友或借此暗示一些国家的登月计划造假,但也有网友当真,认为中外存在技术差距,但无论其背后的认知是什么,这样的对比本身并不准确,也不具有代表性。
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网传说法截图
明查
印度太空返回舱“毫发无伤”?
在谷歌对所谓“印度太空返回舱”反搜,相关链接显示曾有印媒报道,印度载人航天计划“加甘扬(Gaganyaan)”的TV-D1任务完成并得到莫迪总理的赞扬。“加甘扬”计划早在2006年就已启动,按照印度空间研究组织(ISRO)的介绍,此项目计划 “将3名宇航员发射到400公里的近地轨道执行为期3天的任务,并让他们安全返回地球,降落在印度海域,以展示载人航天能力”。目前,该计划已经完成了部分技术测试。
2023年10月21日,ISRO的X账号宣布“加甘扬(Gaganyaan)”TV-D1任务已按计划完成,由其配图可知网传图片实为此次任务中的乘员舱(CM)。TV-D1测试了“加甘扬”载人飞船紧急逃逸系统的有效性,该测试的目的主要是验证火箭在发射中途发生故障,逃逸塔是否能正常工作,将载人飞船快速带离存在故障的火箭。
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乘员舱降落至印度海域并被回收上来后的画面与网传图片一致。
根据TV-D1计划书,火箭发射至约海拔16.9千米时,乘员舱(CM)将与乘员逃生系统(CES)分离,随后下落至海平面等待回收。计划的实际操作报告也显示,乘员舱从海拔17千米处降落。
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TV-D1计划乘员舱将于海拔16.9千米处与乘员逃生系统分离。
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TV-D1任务完成报告显示乘员舱于海拔17千米处与乘员逃生系统分离。
从高度看,地球大气层最底层为对流层,其上为平流层,二者交界处为对流层顶,其高度会随气温、纬度的变化而变化,此外,大气层还包括外逸层、热层、中间层等。美国国家科学基金会国家大气研究中心(NSF NCAR)的补充教育机构大气科学研究大学联盟(UCAR)指出,平流层的顶部位于50千米左右的高度。而印度气象局发布的期刊Masusam Journal早些时候曾刊登一篇论文,题为“印度上方对流层顶的一些特征”,指出,“Koteswaram(1953年)已观察到,印度上空的热带对流层顶高度约为17千米,冬季印度北部上空的所有热带外对流层顶高度为12-15千米。”
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Some Characteristics of Tropopause over India,1964年刊于印度气象局发布的期刊Masusam Journal。
两组数据结合可见,网传图片中的印度TV-D1乘员舱所达最高点可能处于对流层,或对流层与平流层交界的部分,总之,远未抵达外太空。而嫦娥六号返回器,正是在由外太空飞速进入大气层的过程中,与大气层发生了剧烈摩擦。
中国机械工程学会曾发布一篇科普文章,回答了“为什么飞船、火箭在发射穿越大气层时没有燃烧,却在返回时燃烧”的问题,“火箭发射时因为地球的引力束缚,飞船的速度只能一点点地加快,因为穿过大气层的速度差不多在第一宇宙速度附近。而返回时初始速度较快,然后在宇宙中真空环境下速度一直增加,进入大气层后压缩空气并与之发生剧烈摩擦,因此出现燃烧。
在刚刚进入大气层的时候,返回舱的速度非常快大约能达到11公里/秒,因此其外壳会与大气层发生激烈的摩擦,产生大量的热量,这个过程叫做‘气动加热’。在离地面80-40公里的稠密大气层时,气动加热过程达到最高点,返回舱表面温度达到1000-3000℃,整个返回舱看起来就像一颗着火的流星。因此超高的速度是燃烧的原因之一。” 比对印度TV-D1乘员舱的发射速度,抵达分离点时不足0.2公里/秒,结果显而易见。
美国太空返回舱也“毫发无伤”?
在谷歌反搜网传图片,全球航空摄影库Jet Photos收录了该图,备注为“阿波罗样板指挥舱与阿波罗11号回收的漂浮装置一起出展”。展出地位于弗吉尼亚州的Steven F. Udvar-Hazy中心。
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Jet Photos图库截图
进一步核查,可以确认该展品编号为BP 1102A。美国国家航空航天博物馆介绍,“作为阿波罗计划的一部分,建造了许多所谓的‘样板’指挥舱,以进行各种测试并作为宇航员和其他任务机组人员的训练工具。BP 1102A由铝制成,其侧壁涂有青铜环氧漆,以模拟溅落后的真实阿波罗指挥舱的外观。它配备了一个真正的指挥舱舱口。BP 1102A最初用作所有阿波罗计划的水上逃生训练器,包括首次登月的阿波罗11号。”
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BP 1102A样板指挥舱介绍截图
尽管BP 1102A为训练样品,随其展出的漂浮项圈确实是阿波罗11号回收过程中实际部署的装置。潜水员在返回舱的钝端安装一个特制的浮圈并为其充气,以稳定指挥舱,接着在浮圈上安装一个大型的七人筏,宇航员在穿上特制的“生物隔离服”后,可以从指挥舱进入筏内。
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一同展出的阿波罗11号漂浮装置介绍截图
而真正的阿波罗11号返回舱图片可见于美国NASA档案馆中,有十分明显的高温灼烧痕迹。
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NASA档案馆留存的阿波罗11号返回舱回收过程图片
综上所述,网传所谓“印度的太空返回舱”实际拍摄于印度2023年完成的“加甘扬”计划TV-D1任务中,该任务旨在测试载人飞船的逃逸系统。图中装置为乘员舱,最高仅达到17千米处便下落,远未抵达外太空,没有经历与大气层高温摩擦的过程,无法与嫦娥六号相提并论。
网传“美国太空返回舱”实为阿波罗计划期间制造的样板指挥舱,仅用于训练。真正的阿波罗11号返回舱图片也可见十分明显的灼烧痕迹。