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神舟十八号撤离前画面公布:返回地球后烧得面目全非,到底遭遇了什么

璀璨科学  · 公众号  ·  · 2024-11-07 22:45

正文

11 3 日下午, 3 名航天员叶光富、李聪、李广苏乘坐神舟十八号飞船从中国空间站天和舱径向端口撤离,采用快速返回模式 5 圈方案返回地球,也就是在大约环绕地球飞行 7.5 小时后进入返航轨道,随后在 11 4 日凌晨在东风着陆场着陆。

相信当时很多网友都看了神舟十八号飞船返航时的直播画面,当飞船在即将着陆的那一瞬间,着陆点周围突然就掀起了灰尘,烟尘滚滚,飞船着陆后,我们也看到飞船返回舱的外部有一些区域被烧得黑不溜秋。飞船本身并不是黑不溜秋的,在发射升空之前已经在轨飞行期间,飞船外部都是非常干净的。

10 30 日,神舟十九号飞船成功发射升空,随后成功与中国空间站天和号核心舱 前向端口 完成交会对接, 3 名航天员进入了中国空间站内,当时中国空间站形成了 3 2 船组合体状态 。在神舟十八号飞船撤离之前,神舟十九号飞船推进舱外部的摄像机拍摄到了中国空间站,神舟十八号飞船也出现在画面中。

从画面中,我们可以看到神舟十八号飞船在轨飞行的时候,外部并没有出现所谓的黑不溜秋的现象,反而是干净得发亮。这说明飞船返回舱着陆后变得黑不溜秋,是在返航过程中经历了什么。

返航时 到底遭遇了什么

在神舟十八号飞船返航的时候,航天员朱杨柱在总台的直播中就提到了乘坐飞船返回地球过程时的感受,他表示“一路火花带闪电,仿佛坐在炼丹炉里。”在此之前,航天员王亚平也曾经在接受采访时提到了同样的感受。这说明了飞船返航的过程中是不可避免出现这样的现象的,是普遍存在的。

其实,不仅仅是我国的神舟载人飞船返航时会遇到这样的现象,美国的阿波罗载人登月飞船、载人龙飞船或者是未来用来实施阿尔忒弥斯重返月球的猎户座载人飞船,又或者是俄罗斯联盟号载人飞船,返航的过程中都会遇到这样的情况。总之,从外太空返回地球的航天器都会经受高温的灼烧。

这是因为飞船在环绕地球飞行的时候,它们的速度要很接近地球第一宇宙速度 7.9 公里每秒,只有达到这么快的飞行速度,才能环绕地球飞行很长时间而不会掉下来。即使当飞船从中国空间站撤离准备返航的时候,飞船会使用推进舱的发动机进行制动减速,但是也没法大幅度降低飞行速度,只是让飞船进行轨道调整然后进入重返地球的轨道。

当飞船返回舱准备再入大气层时,它的速度其实还是超过 7 公里每秒的,速度如此快,意味着再入大气层的时候气动加热效应会非常强烈,这就导致飞船返回舱外部的温度急剧上升,迎风面的温度最高,可以超过 1000 ℃,甚至可能会接近 2000 ℃。在这么高温的灼烧下,对于飞船来说其实是一个巨大的考验。

要知道,一般的材料是难以承受这么高温的,那些材料会直接烧毁,这就是为什么火箭残骸、卫星残骸、货运飞船残骸再入大气层的时候基本上都不会有多少残余的零部件掉到地面,它们直接在大气层中烧毁,化为灰烬了。而载人飞船返回舱不能像货运飞船、火箭残骸、卫星残骸那样被烧毁,而是要毫发无损地安全着陆,所以返回舱就要进行特殊的设计来应对这么高的温度。

科学家在返回舱的外部涂上烧蚀材料、隔热材料,在返回舱的底部还会安装防热大底,通过这些措施来保护返回舱不被高温烧毁。在重返大气层的过程中,这些烧蚀材料、隔热材料就会脱落带走大量热量,于是返回舱外部就变得黑不溜秋了。

天舟七号已 10 个月

在神舟十八号飞船撤离后,中国空间站组合体又变成了 3 2 船组合体状态,除了神舟十九号飞船外,还有一艘天舟七号货运飞船和中国空间站对接着。按照计划,天舟八号货运飞船将会在 11 月中旬发射升空,而天舟七号货运飞船则需要从中国空间站撤离,腾出







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