总结

为什么飞船会高速穿越大气层返回地球?

长期以来,人类对宇宙的探索从未停止过。浩瀚的宇宙,浩瀚的星空,神秘的宇宙似乎对人类有着特殊的吸引力。在远古时代,人类试图用占星术来解开宇宙的奥秘。现在,随着科技的飞速发展,人类已经研制出能够真正走出地球,来到宇宙中探秘的宇宙飞船。

还有关于飞船,你真的了解吗?

打开网易新闻 查看精彩图片

1961年4月21日,当苏联从地球向外太空成功发射“东方一号”时,宇宙飞船时代正式开始。此后,更多的宇宙飞船也飞入太空,探索宇宙的奥秘。

飞船承载着探索外太空的重任,但当它圆满完成任务返回地球时,却总是做出奇怪的举动。飞船在大气层中飞行时,不得不加快速度,导致机体燃烧。为什么?

打开网易新闻 查看精彩图片

为什么飞船进入太空不会燃烧?

也是加速度,为什么飞船进入太空不燃烧,返回地球却燃烧?要揭开这个秘密,首先要了解航天器进入太空运行的原理。

打开网易新闻 查看精彩图片

在强大的地球引力作用下,飞船想要离开地球是极其困难的。想要摆脱地心引力的束缚,必须达到第一宇宙速度7.9km/s。

但是要达到这样的速度,远不是飞船本身能够达到的。为了解决这个问题,人们普遍采用火箭作为助推器,帮助飞船升空。

打开网易新闻 查看精彩图片

而且进入太空的速度也加快了,为什么飞船离开地球的时候机身不烧,回到地球的时候却烧了?这有三个原因。

首先,受地球引力的影响,飞船刚升空的时候,它的速度其实并没有人们想象的那么快。强大的引力阻力使航天器进入太空的速度刚好足以逃脱引力。它不是那么强。

打开网易新闻 查看精彩图片

其次,一般的火箭弹壳都有耐高温的“钛”材料,可以极大的保护火箭弹壳,避免在高温情况下对火箭弹壳造成伤害。并且火箭头部装有整流罩,可以有效隔绝热量,从而保护火箭免受高温破坏。

第三,火箭一般都是以垂直的形式发射的,所以可以在一定程度上加速穿过大气层,与大气层的接触时间并不多。

有了以上三点,航天器进入太空就不容易起火燃烧。

打开网易新闻 查看精彩图片

回归地球的神秘黑色屏障区域是什么?

俗话说:“上山容易,下山难”。这句话同样适用于飞船。当飞船圆满完成任务想要返回地球时,它面临的外部条件与发射时大不相同。其中,要顺利返回地球,必须要经过最重要也是最危险的关卡——黑障区。

打开网易新闻 查看精彩图片

什么是黑障区?

其实当飞船返回大气层的时候,会在飞船周围产生一个冲击波,这会让飞船周围的气体分子温度非常高,这么高的温度是不容易的以消散,会形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。

正是因为温度升高,使得飞船舱附近的气体分子发生离解电离,形成等离子层。像这样的的等离子层就像一个罩子,吸收电磁波,飞行的舱体变成了一个完全封闭的物体,飞船与地面完全失去了联系,这就是所谓的“黑色屏障区”。

打开网易新闻 查看精彩图片

黑障区对于很多宇航员来说都是极其恐怖的一段时间。在这段时间里,将与地面完全失去联系,他们只能依靠宇航员的自主操作。一不小心,他们就会杀死宇宙。

比如我国“出差三人组”翟志刚、叶广富、王亚萍今年回国就遇到了“黑障六分钟”。

打开网易新闻 查看精彩图片

飞船如何安全返回?

航天器在太空中的速度是7.7公里/秒,所以这么高的速度在短时间内是很难降低的。航天器返回地球时,一般会启动制动火箭,使航天器减速,使航天器离开原轨道,进入与地球相交的轨道。

飞船进入轨道后,还需要调整机身座椅,以合适的角度跳入大气层,穿过可怕的黑色屏障区,以11.2公里的第二宇宙速度返回地球/s充分减速后。

打开网易新闻 查看精彩图片

在这些过程中,航天器也会因为高温导致外壳剧烈摩擦而燃烧。之所以这样做,是因为这种方法是目前成本最低,后续伤害最小的方法。

曾提出利用反向加速和改进降落伞的材料来应对燃烧损失,但实验证明反向加速需要燃烧更多的能量,提高降落伞的质量需要耐高温降落伞材料的开发。

目前这些方法都无法实现,人类还很难突破“黑障区”的难度,因为上层气体不受控制。

打开网易新闻 查看精彩图片

宇宙飞船之旅仍在继续

尽管前方困难重重,但人类仍然没有放弃对宇宙的探索。航空航天业本身就是一个伟大而危险的行业。当我们陶醉在星空的绚烂中,黑暗中也潜伏着许多危险因素,而这些危险需要人类不断探索才能战胜。

从人类航天梦想诞生的那一刻起,就注定了他们要为这片星空做出多少牺牲。

如今的航天器也在随着科技的不断发展逐步提升性能,以保障宇航员的安全。相信在不久的将来,人类将可以通过宇宙飞船深入宇宙,而宇宙飞船的旅程还在继续。

打开网易新闻 查看精彩图片