
«——【·引言·】——»
同樣是從太空傳回,中美兩國咋差距這麼大?
從照片我們可以看到,中國的嫦娥六号傳回器表面都燒焦,甚至都燒起泡了,有人說,落後西方50年。
因為早在50多年前,美國人在耐高溫材料方面已經做的非常好,那麼事實真的如此嗎?
嫦娥六号為何燒焦
我們先來看看,嫦娥六号到底是為什麼燒焦,燒焦的物質到底是什麼。
在傳回期間,嫦娥六号在短短30分鐘内,經曆的事情太複雜了。
先是軌道向地球靠攏,然後調整速度飛行,直到接近第二宇宙速度。
此時飛行器可以進入大氣層,飛行速度每秒11公裡以上,比子彈速度還要快好幾倍。
這也遠遠超過了載人飛船的飛行速度,是以傳回器外殼與大氣層的劇烈摩擦,導緻覆寫在表層的材料開始燃燒。
實際上這是一個十分複雜的過程,最先接觸大氣層的時候,航天器必須經曆從超高速度到與地面接軌的調整,非常考驗地面指揮人員的操作能力。
随着傳回艙表面與空氣的劇烈摩擦,溫度最高能升到3000℃以上,要知道,地球上的材料耐高溫的極限差不多就就是四千多度。
是以返航器表面的材料開始發生變化,産生明顯的燒蝕痕迹,我們看到所謂的“航天器燒黑”,其實是正常現象。
換句話說,任何航天器在這種極端高溫下幾乎都難免受損,隻是受損的程度不一樣罷了。
不過嫦娥六号并不是什麼保護都沒做,科學家采用特殊的“半彈道跳躍式再入”技術,通過一種類似水漂的方式減緩速度,控制軌迹,盡量避免直接劇烈的沖擊。
雖然聽起來很複雜,其實它的原理很簡單,可以把它想象成打水漂那種效果,石頭扔到水面上時,石頭不會直接沉入水裡,而是跳躍着落到水面上。
一連跳動幾次,慢慢減速,最後才停下來,嫦娥六号使用的技術,原理也是差不多。
在科學家的操控下,航天器不是一次性直接進入大氣層,而是在邊緣首先進入一點,然後利用速度和角度的巧妙控制,讓航天器像石頭在水面上跳動一樣,輕輕“反彈”回來,再次進入大氣層。
這種“跳躍”的方式可以有效分散熱量和沖擊力,讓航天器在不受到極端損傷的情況下逐漸減速,最後順利降落。
盡管技術已經很先進,但從目前的科學技術來看,還是無法完全消除傳回器表面被燒焦的情況。
需要注意的是,航天器燃燒最激烈的并不是進入大氣層的瞬間,而是在大氣層深處飛行導緻的。
是以為了應對傳回過程中的極端速度,嫦娥六号的傳回器設計采用升阻比結構,充分利用空氣升力來減緩下降速度,優化航天器的飛行軌迹。
恰恰是因為嫦娥六号在傳回過程中有意利用大氣層的升力“減速”,而不僅僅依靠制動,減少過載的峰值,才能確定可以安全着陸。
顯而易見,減速會加大飛行器的阻力,也會帶來更大的摩擦系數,導緻表面燃燒的更劇烈。
在這一點上,嫦娥六号與西方航天器有着明顯的不同,比如美國的阿波羅飛船,采用的是更為簡單直接的減速機制。
這套系統的減速效果是相當有限的,是以溫度也很高,隻不過,美國用了更先進的熱防護系統和材料,是以看起來燒黑的情況沒那麼嚴重。
也就是說嫦娥六号的傳回器被燒焦并代表中國航天技術落後西方,那些媒體喜歡誇大其詞,還說落後50年,簡直可笑。
相比之下,中國科研團隊更多是從保護的角度出發,目的是在最大限度上保證安全,至于表面會不會燒黑,并沒有太大的實際影響。
有的網友更細心,找來了印度傳回艙落地的畫面,2023年,印度也成功回收了一艘飛船的傳回艙,飛船在傳回地面時并未遭遇嚴重燒蝕,外觀看上去幾乎完好無損。
至于為什麼這兩者的表現差異如此之大,還需要從兩個方面來看,畢竟印度的飛船傳回高度與嫦娥六号的任務有本質差別。
2023年印度飛船隻是進行了一次相對低空的飛行任務,傳回艙在距離地面約17公裡的高度就開始下降,這都不能算是重返大氣層。
嫦娥六号就不一樣了,它是從近月軌道直接傳回地球,路途非常遙遠,技術難度也更大,而且要穿透完整的大氣層。
印度的飛船根本沒有經曆嫦娥六号所經曆的高溫劇烈摩擦,外殼自然不會出現被燒焦的情況。
而且稍微有點國際常識的都知道,印度是一個人口大國,他們連糧食都種不明白,在航天領域的發展幾乎沒辦法跟我們比,基本都是依賴國際組織的援助。
這麼多年過去,印度的航天技術仍然處于探索階段,差距不是一點半點。
截止到目前,航天器的外層大多采用耐高溫的陶瓷材料,在高溫下可以保持形狀,隻不過表面還是會因為高溫燒黑。
未來的研究方向大該有兩個,一個是開發出更耐高溫,更高效的熱防護材料,比如那種能自我修複的材料,或者能反射大部分熱量的材料。
如此一來,航天器表面就不容易受到過多熱量的侵襲,也不會燒黑。
還有一種可能性就是從控制航天器的返航過程入手,将來可能會研發出一種更加精密的技術,讓航天器能細緻調控再入角度,智能調節軌道避免外殼溫度過高。
再加上航天器也在不斷更新,以後的外形更符合氣動特性,可大幅減少摩擦力。
是以不要聽信個别網友的一面之詞,中國航天這幾年發展迅猛,這是全世界有目共睹的。
參考資料:央視網——穿上“蓬蓬裙”,黑科技“外衣”保護嫦娥六号抵禦炙熱嚴酷環境