(若是直接返回落地,飞行器在大气层内运动减速距离就短,效果就差)

为了解决这个问题,再入跳跃式返回轨道就出现了。它的原理非常简单,那就是充分利用大气层为航天器减速。当航天器冲入大气层的时候,飞船速度会减慢,但飞船不急于返回地面,而是再次升高,然后再次降低。通过来回进出较为稀薄的大气层,令飞行器比较柔和的,从高速变为低速。

飞船减速过程被刻意拉长,不会引起过大的过载,航天器安全性能更高,同时航天器也更容易控制,落点误差更小。

(多次进出稀薄大气层,可温和的将飞船速度降低,确保安全精确着陆)

【“打水漂”难在哪里?】

不过这样的弹道对于航天器及轨道设计提出了更高要求,难度极大,要求航天器飞行控制系统能够精确计算出飞行轨道,还能够精确控制自己的状态和姿态,提高飞行精度。

由于难度太大,早期航天器只能采用采取部分跳跃的方案来降低过载,例如阿波罗登月飞船在进入大气层之后,全程在大气层内跳跃,高度也不到100公里,当然效果相对也要差一些,阿波罗登月飞船返回地球的时候过载能够控制在7G以内,落点偏差为50公里左右。

(阿波罗计划探月过程示意图,过程与现代大致类似,但细节差别很大)

尽管这些指标比直接返回轨道有明显改善,但是距离人们要求仍然有一定差距。

进入新世纪,人们对新一代航天器要求更高,例如NASA就要求猎户座探月飞船能够在任意时刻返回地球,也就是说航线起点可以是月球轨道任何一个位置,还要保证飞船能够在地球指定位置精确着陆。