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当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

作者:零八号球迷

导语

圆满完成太空任务,宇航员回归地球,可以说是整个任务中最为危险的时刻了,这段时间也被称之为“黑障区”,每一次宇航员回归地球之际,整个人类都会为此紧张起来,担心宇航员们能否安全返回。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

那么为什么这个时刻是最危险的呢?

宇航员为何不调整返回舱的方向,而是不惜燃烧代价高速穿过大气层?

又为何不反向加速或者提前打开降落伞?

这段时间到底有什么危险?

未来宇航员返回地球是否还有更好的方法?

在返回舱降落过程中,降落伞系统和结构设计又起到了什么作用?

一、黑障区最危险的原因。

当飞船再次进入地球的大气层,速度已经达到了每秒7.9千米,这样高速的速度,引起的摩擦非常大,而且摩擦力产生的高温,其温度甚至可以达到3000度以上,这个温度已经足以熔化很多金属,同时也会让舱体表面发出明亮的白光,甚至炙烤的舱体变红,伴随着耀眼的光芒,宇航员们在这段时间内,恍若置身于炼狱之中。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

同时这段时间内,失联的风险也非常大,当飞船冲入大气层的时候,飞船周围的空气因为高速运动,会被挤压变得非常密集,而飞船正是靠着高速降落,所以当飞船进入大气层,会受到巨大的阻力。

这个时候因为空气密度非常大,导致飞船周围的空气也会变得非常稠密,所以大气层的外围就会形成一个非常大的等离子体球,而这个等离子体球,就是我们所说的“黑障区”,这也是导致宇航员失联的原因。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

在这个等离子体球的影响下,会导致飞船周围的空间在短时间内形成了一个非常强的电离层,这个电离层虽然只有1厘米的厚度,但是其密度却是比飞船周围的空气还要大上数百倍,这样一来,飞船周围的空间,就会变成一个电离状态,这种电离状态,就会导致电磁波的传播非常复杂,很多电磁波就会因为空气密度的变化,而折射、反射,导致宇航员与地面的通讯信号变得非常混乱,最终导致失联。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

而且当飞船进入到这个等离子体球中的时候,它周围的空气非常稠密,高温导致的燃烧效果非常明显,所以飞船的外表,也会被烧得通红,同时伴随着舱体热胀冷缩的特性,会发出类似于“轰隆”的爆炸声,这个声音听上去非常刺耳,很多人都会认为是飞船爆炸了。

所以这个时候,宇航员们需要非常坚定的心理素质,才能坚持这段时间,宇航员们在这个时候,要么就是专注于控制飞船,要么就是静静的坚持4分钟,这四分钟对于宇航员来说,无疑是煎熬的,但是他们能够坚下来,也正是因为他们身上有着不服输的精神。

二、为何不调整返回舱方向。

当飞船再次进入大气层的时候,其速度也是非常快的,那么为什么不减缓速度,而是选择不惜燃烧燃料,高速穿过大气层呢?

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

其实这是因为减缓速度的难度太大,而且还会导致消耗更多的燃料,这样一来,飞船就无法完成整个任务,宇航员们就无法安全的返回地球了。

飞船在进入大气层的时候,如果要减缓速度,就需要进行反向加速,这样一来,就需要燃烧更多的燃料,同时对于飞船的结构也会产生很大的影响,导飞船无法正常返回地球。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

同时如果飞船的速度太低,很快就会坠地,这样飞船就很难控制方向,导致飞船在坠地的过程中,很容易产生翻滚,这样一来对于宇航员来说非常危险,因此飞船的速度不能太低。

那么既不能太高,也不能太低,那么“巧妇难为无米之炊”。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

飞船在进入大气层的过程中,可以说是“走钢丝”,需要能够对飞船的速度、角度进行精准的控制,保证飞船能够顺利的穿过大气层,又能够保证飞船能够精准的着陆。

三、为何不提前打开降落伞。

在飞船穿越大气层的时候,如果提前打开降落伞,那么降落伞就需要空气的支撑,但是当飞船进入大气层的时候,速度非常快,空气也非常稀薄,所以无法为降落伞提供足够的支撑,这样一来,降落伞就会很容易烧损,对于宇航员来说也是非常危险的。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

而且提前打开降落伞,虽然能够减小飞船下落的速度,但是降落伞会被气流带动,使飞船失去控制,这样会让飞船非常难以着陆,让宇航员非常危险。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

而且在飞船进入大气层的过程中,由于速度非常快,受到的空气阻力也非常大,所以飞船的速度很快就会达到最大值,然后就会逐渐减小,但是在这个过程中,飞船的速度的变化非常大,所以为了让飞船的速度能够保持在一个安全的范围内,就需要进行减速,而减速的方法,就是通过飞船的姿势来控制,这就是飞船进行甩掉速度的原因。

而在飞船进入大气层的时候,如果提前打开降落伞,那么就会影响飞船的甩掉速度,导致飞船的速度变化非常大,甚至可能达到飞船的极限值,这样一来就会对飞船的结构产生非常大的影响,导致飞船无法正常返回地球。

四、未来是否有更好的方法。

现在宇航员在穿行大气层的时候,需要穿着宇航服,以防舱内的高温对他们造成伤害,所以未来是否有更好的方法,能够让宇航员在不穿着宇航服的情况下,就能够回归地球呢?

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

其实这已经有了,那就是返回舱,返回舱在进入大气层的时候,会使用不同的材料,这些材料是一些高温抗性材料,可以很好的抵抗高温的侵蚀,同时返回舱的外形也不一样,和飞船有着很大的不同,返回舱有许多的锐角,这样一来,可以让返回舱的表面,能够更好的抵抗高温的侵蚀,不至于产生高温过高,还能够减小返回舱的速度。

而且当返回舱进入到大气层的时候,由于速度非常快,所以会产生光芒,这样一来,就能够让地面的观察人员,能够清晰的观察到返回舱在进入大气层的时候,以及降落的整个过程,同时返回舱也会携带一颗信号弹,这样一来,地面的观察人员,能够更好的观察到返回舱的具体位置,保证宇航员能够安全的落地。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

同时返回舱也是一种水陆两用的方式,所以不仅能够保证宇航员在大气层中不受到伤害,还能够保证宇航员能够安全的着陆。

未来科技发展或许还能找到更好的方法,比如新材料的应用、更加先进的降落伞系统、或者是高温抗性材料的研发等等,这些都有可能成为宇航员返回地球的新方式。

结语

每一次宇航员回归地球,都要经历一次生死劫,这都离不开宇航员们的付出,他们的精神值得我们赞扬。

未来科技的发展,或许能够找到更加安全、高效的宇航员返回地球的方法,但是我们不应该忽视宇航员的安全,科技发展要更加注重宇航员的安全保障,避免不必要的牺牲。

当宇宙飞船返回地球时,为何要不惜燃烧代价,高速穿过大气层?

宇航员的训练和准备是非常重要的,提高宇航员的身体素质和专业技能水平,有助于应对各种意外情况。

但是在宇航员的训练和准备上,也不应该对他们的安全忽视,现在宇航员返回地过程中的安全问,也需要持续的关注和改进,以确保每一位宇航员能够平安的返回地球。

同时宇航员们作为人类的英雄,他们的贡献和牺牲,我们都应该更多的予以关注和尊重,激励更多的人,积极的参与太空探索事业。