嫦娥六号凯旋归来！返回器被烧得黑不溜秋，为何飞出地球时没高温？

自从发射升空以来，嫦娥六号就一直牵动着我们的心，在接下来的日子里，嫦娥六号不负众望，一步一步堪称完美地完成了登月采样的一系列环节，现在，嫦娥六号已凯旋归来！

北京时间2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器携带着从月球背面采集到的珍贵样本，安全着陆在位于内蒙古四子王旗的预定区域，工作状态一切正常，这也标志着我国探月工程嫦娥六号任务取得了圆满成功。

从现场发回的照片我们可以看到，嫦娥六号返回器已被烧得黑不溜秋，明显经过了高温的侵袭。实际上，嫦娥六号返回器遇到的高温，其实是来自“气动加热”现象，简单来讲，“气动加热”就是指当物体在空气中高速运动时，由于与空气发生相互作用而导致其表面温度升高的一种物理现象。

值得一提的是，关于“气动加热”，有一种常见的说法是，当物体在空气中高速运动时，其表面会因为与空气发生剧烈的摩擦而产生大量的热量，进而导致其温度不断上升，但这样的说法并不准确。

因为实际情况是，当物体高速运动时，会对其前方的空气施加压力，使空气压缩并做功，根据热力学原理，做功会引起这些空气的内能增加，表现为温度升高，升温后的空气又会将热量传递给物体表面，进而导致物体表面温度升高，在此过程中，虽然物体表面与空气的摩擦确实会产生一定的热量，但这些热量其实只占“气动加热”所产生的热量中的很小一部分。

那么问题就来了，同样是穿过大气层，为何嫦娥六号在飞出地球的过程中没有高温呢？其实这很容易解释。

从理论上来讲，“气动加热”的剧烈程度主要取决于两个条件，一个是物体的速度，另一个是空气的密度。简单来讲就是，物体的速度越快，对空气做功就越多，“气动加热”就越剧烈，而在同样的速度下，空气的密度越大，与物体相互作用的空气分子就越多，“气动加热”也就越剧烈。

需要知道的是，地球大气层中的空气分布其实是很不均匀的，根据科学家的测算，其中有75%的质量都集中在距离地球表面最多只有十几公里的对流层，而随着高度的增加，空气密度则会呈指数级的下降，当高度达到100公里时，空气就已经变得极为稀薄，其密度大概只相当于海平面的220万分之1。

另一方面来讲，嫦娥六号从地球出发时，其速度并不是一开始就非常快，而是要经历一个逐渐加速的过程。如此一来，就会出现这样的情况：

刚开始的时候，嫦娥六号会以相对较低的速度穿过地球大气层中空气稠密的区域，所以“气动加热”的效果并不明显，而随着速度的逐渐提升，嫦娥六号距离地球表面越来越远，大气层中的空气密度也会迅速下降，当嫦娥六号的速度足够高的时候，空气的密度也会变得非常低，所以“气动加热”的效果也不明显。

由此可见，嫦娥六号在飞出地球时之所以没有高温，其实就是因为在这整个过程中，“气动加热”所产生的热量都很少。