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當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

作者:零八号球迷

導語

圓滿完成太空任務,宇航員回歸地球,可以說是整個任務中最為危險的時刻了,這段時間也被稱之為“黑障區”,每一次宇航員回歸地球之際,整個人類都會為此緊張起來,擔心宇航員們能否安全傳回。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

那麼為什麼這個時刻是最危險的呢?

宇航員為何不調整傳回艙的方向,而是不惜燃燒代價高速穿過大氣層?

又為何不反向加速或者提前打開降落傘?

這段時間到底有什麼危險?

未來宇航員傳回地球是否還有更好的方法?

在傳回艙降落過程中,降落傘系統和結構設計又起到了什麼作用?

一、黑障區最危險的原因。

當飛船再次進入地球的大氣層,速度已經達到了每秒7.9千米,這樣高速的速度,引起的摩擦非常大,而且摩擦力産生的高溫,其溫度甚至可以達到3000度以上,這個溫度已經足以熔化很多金屬,同時也會讓艙體表面發出明亮的白光,甚至炙烤的艙體變紅,伴随着耀眼的光芒,宇航員們在這段時間内,恍若置身于煉獄之中。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

同時這段時間内,失聯的風險也非常大,當飛船沖入大氣層的時候,飛船周圍的空氣因為高速運動,會被擠壓變得非常密集,而飛船正是靠着高速降落,是以當飛船進入大氣層,會受到巨大的阻力。

這個時候因為空氣密度非常大,導緻飛船周圍的空氣也會變得非常稠密,是以大氣層的外圍就會形成一個非常大的等離子體球,而這個等離子體球,就是我們所說的“黑障區”,這也是導緻宇航員失聯的原因。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

在這個等離子體球的影響下,會導緻飛船周圍的空間在短時間内形成了一個非常強的電離層,這個電離層雖然隻有1厘米的厚度,但是其密度卻是比飛船周圍的空氣還要大上數百倍,這樣一來,飛船周圍的空間,就會變成一個電離狀态,這種電離狀态,就會導緻電磁波的傳播非常複雜,很多電磁波就會因為空氣密度的變化,而折射、反射,導緻宇航員與地面的通訊信号變得非常混亂,最終導緻失聯。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

而且當飛船進入到這個等離子體球中的時候,它周圍的空氣非常稠密,高溫導緻的燃燒效果非常明顯,是以飛船的外表,也會被燒得通紅,同時伴随着艙體熱脹冷縮的特性,會發出類似于“轟隆”的爆炸聲,這個聲音聽上去非常刺耳,很多人都會認為是飛船爆炸了。

是以這個時候,宇航員們需要非常堅定的心理素質,才能堅持這段時間,宇航員們在這個時候,要麼就是專注于控制飛船,要麼就是靜靜的堅持4分鐘,這四分鐘對于宇航員來說,無疑是煎熬的,但是他們能夠堅下來,也正是因為他們身上有着不服輸的精神。

二、為何不調整傳回艙方向。

當飛船再次進入大氣層的時候,其速度也是非常快的,那麼為什麼不減緩速度,而是選擇不惜燃燒燃料,高速穿過大氣層呢?

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

其實這是因為減緩速度的難度太大,而且還會導緻消耗更多的燃料,這樣一來,飛船就無法完成整個任務,宇航員們就無法安全的傳回地球了。

飛船在進入大氣層的時候,如果要減緩速度,就需要進行反向加速,這樣一來,就需要燃燒更多的燃料,同時對于飛船的結構也會産生很大的影響,導飛船無法正常傳回地球。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

同時如果飛船的速度太低,很快就會墜地,這樣飛船就很難控制方向,導緻飛船在墜地的過程中,很容易産生翻滾,這樣一來對于宇航員來說非常危險,是以飛船的速度不能太低。

那麼既不能太高,也不能太低,那麼“巧婦難為無米之炊”。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

飛船在進入大氣層的過程中,可以說是“走鋼絲”,需要能夠對飛船的速度、角度進行精準的控制,保證飛船能夠順利的穿過大氣層,又能夠保證飛船能夠精準的着陸。

三、為何不提前打開降落傘。

在飛船穿越大氣層的時候,如果提前打開降落傘,那麼降落傘就需要空氣的支撐,但是當飛船進入大氣層的時候,速度非常快,空氣也非常稀薄,是以無法為降落傘提供足夠的支撐,這樣一來,降落傘就會很容易燒損,對于宇航員來說也是非常危險的。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

而且提前打開降落傘,雖然能夠減小飛船下落的速度,但是降落傘會被氣流帶動,使飛船失去控制,這樣會讓飛船非常難以着陸,讓宇航員非常危險。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

而且在飛船進入大氣層的過程中,由于速度非常快,受到的空氣阻力也非常大,是以飛船的速度很快就會達到最大值,然後就會逐漸減小,但是在這個過程中,飛船的速度的變化非常大,是以為了讓飛船的速度能夠保持在一個安全的範圍内,就需要進行減速,而減速的方法,就是通過飛船的姿勢來控制,這就是飛船進行甩掉速度的原因。

而在飛船進入大氣層的時候,如果提前打開降落傘,那麼就會影響飛船的甩掉速度,導緻飛船的速度變化非常大,甚至可能達到飛船的極限值,這樣一來就會對飛船的結構産生非常大的影響,導緻飛船無法正常傳回地球。

四、未來是否有更好的方法。

現在宇航員在穿行大氣層的時候,需要穿着宇航服,以防艙内的高溫對他們造成傷害,是以未來是否有更好的方法,能夠讓宇航員在不穿着宇航服的情況下,就能夠回歸地球呢?

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

其實這已經有了,那就是傳回艙,傳回艙在進入大氣層的時候,會使用不同的材料,這些材料是一些高溫抗性材料,可以很好的抵抗高溫的侵蝕,同時傳回艙的外形也不一樣,和飛船有着很大的不同,傳回艙有許多的銳角,這樣一來,可以讓傳回艙的表面,能夠更好的抵抗高溫的侵蝕,不至于産生高溫過高,還能夠減小傳回艙的速度。

而且當傳回艙進入到大氣層的時候,由于速度非常快,是以會産生光芒,這樣一來,就能夠讓地面的觀察人員,能夠清晰的觀察到傳回艙在進入大氣層的時候,以及降落的整個過程,同時傳回艙也會攜帶一顆信号彈,這樣一來,地面的觀察人員,能夠更好的觀察到傳回艙的具體位置,保證宇航員能夠安全的落地。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

同時傳回艙也是一種水陸兩用的方式,是以不僅能夠保證宇航員在大氣層中不受到傷害,還能夠保證宇航員能夠安全的着陸。

未來科技發展或許還能找到更好的方法,比如新材料的應用、更加先進的降落傘系統、或者是高溫抗性材料的研發等等,這些都有可能成為宇航員傳回地球的新方式。

結語

每一次宇航員回歸地球,都要經曆一次生死劫,這都離不開宇航員們的付出,他們的精神值得我們贊揚。

未來科技的發展,或許能夠找到更加安全、高效的宇航員傳回地球的方法,但是我們不應該忽視宇航員的安全,科技發展要更加注重宇航員的安全保障,避免不必要的犧牲。

當宇宙飛船傳回地球時,為何要不惜燃燒代價,高速穿過大氣層?

宇航員的訓練和準備是非常重要的,提高宇航員的身體素質和專業技能水準,有助于應對各種意外情況。

但是在宇航員的訓練和準備上,也不應該對他們的安全忽視,現在宇航員傳回地過程中的安全問,也需要持續的關注和改進,以確定每一位宇航員能夠平安的傳回地球。

同時宇航員們作為人類的英雄,他們的貢獻和犧牲,我們都應該更多的予以關注和尊重,激勵更多的人,積極的參與太空探索事業。