星舰第三次发射,搞了一次全球高清直播,拍到了再入大气层时高温等离子火焰的画面,有人说这是“突破了黑障通信技术”,这是真的吗?
最近网上有很多夸奖星舰的视频,比如有人说“星舰的设计,直接打破了黑障区恐怖,为人类航天事业提供了宝贵的经验”,我看了之后真的服了,夸星舰“突破了黑障技术”,完全是张嘴就来。那今天咱不聊别的,就聊“黑障通信”。
一、黑障的产生高度什么是“黑障”?这一点大家可能都知道,黑障是航天飞行器高速返回大气层的时候,剧烈摩擦产生了一个等离子体火球,把航天器包裹起来,电磁波穿透不了,所以通信中断。
我们经常提到的“等离子隐身”,也是类似的原理。
但是,注意了啊!百科写的清清楚楚,黑障一般出现在地球上空35到80公里的大气层高度。
为啥呢,因为这个高度大气已经比较厚了,是飞船跟空气摩擦最剧烈、等离子火球也最大的阶段。
而这次星舰飞船返回地球,在76公里的高度上失去了直播画面,65公里高度上失去了所有遥测数据。
也就是说,星舰根本还没穿过黑障区,就已经爆炸解体了,那请问星舰拿什么去突破“黑障通信”?
所以“星舰突破了黑障通信”的说法,并不符合事实。
二、星舰火焰咋回事?星舰太空直播,清晰看到了那些火焰,确实很壮观,但这并不是黑障。
大气层和太空的界限,也就是卡门线是100公里,这里星舰刚刚进入大气层,跟非常稀薄的外层大气摩擦,产生的发光发热。其实这时候温度还不算很高,等离子体也不多,所以能够保持通信。
(刚产生火焰的时候,等离子体密度还不高)
没错,仅仅是非常稀薄的外层大气,就已经产生了明显的火焰,等后面飞船真正进入浓密大气层的时候,那才是真的可怕,大家知道是什么样子吗?
看下面这张图,这是美国飞船再入大气层的舱内录像,整个舷窗都已经被火焰覆盖了,落地之后机身都烧黑了;
美国飞船进入黑障区
还有神舟飞船再入的画面,跟电影大片里变形金刚降落是完全一样的,飞船全部被火焰包围了,像一把剑划破天空。
(神舟十六返回舱,就是前面那个火球)
这才是真正的“黑障”,不仅通信中断,减速过载也是最大的,是最危险的阶段。
2001年美国哥伦比亚号航天飞机,也是在得克萨斯州上空60公里的高度,穿越黑障区的时候,直接爆炸解体。
航天飞机失事画面
同样地,星舰是在进入黑障区之后失联、爆炸解体,恰恰说明黑障区的巨大危险。
星舰飞船在第三次试飞的时候,最高飞到了230公里左右的高度,但是在后面再入大气层的整个阶段,处于翻转失控状态,三个轴都在偏转。
国外有人做了一个三维动画,演示了这次星舰整个失控的状态。中国航天官方的分析报告里,也指出了这一点。
(星舰第三发再入时一直处于滚转失控状态)
在87公里高度的时候,星舰达到了最大的再入速度,大约是每秒7.43公里,后面就一直在剧烈减速,有几块隔热瓦脱落,仍然是失控翻转的状态,不能保持有隔热瓦的那一面迎风。其不锈钢材料虽然能承受800度的高温,但是星舰再入的极限温度超过1400度,所以扛不住。
毫不夸张的说,黑障就像一堵空气墙,是每一个再入大气层的航天器,都要面对的难关。星舰后续试飞,先要重点解决再入控制和隔热瓦脱落的难题,然后才有功夫考虑黑障通信的问题。
三、如何实现黑障通信?想要解决黑障通信,其实原理也很简单,就是要想办法降低等离子体的密度,让电磁波能够穿透。
像是东风17这些导弹的弹头高速飞行,都会产生类似黑障的现象,雷达要截获目标,就必须穿透等离子体,我国在这方面已经处于领先的位置。
我国在神舟十六号飞船上,就成功测试了黑障通信的技术。怎么做到的呢?
这里是有公开报道的,我国航天科技集团的专家李彬,解决了20倍音速飞行器的黑障通信问题:
第一是在飞行器的尖头迎风面,设置液体冷却装置来降温,减少等离子体产生;
第二是突破了一种新型隔热材料,可以吸收等离子体里的电子,并且降低了材料成分里碱金属的浓度,这也可以抑制等离子体产生;
第三是优化外形设计,把通信天线放置在等离子体最低,最不容易被火焰包裹的地方,比如尾部,然后通过卫星、地面站来实施中继通信。
当年美国航天飞机就利用了体型大的特点,把天线布置在后机身,这样可以传输一小部分数据。
星舰比航天飞机还大,所以未来也可能采用这种办法,在没被等离子火焰没被覆盖的部位布置天线。
(星舰和航天飞机都很大,所以可能有等离子体空隙)
但我们现在已经做到了即使是神舟飞船那么小的返回舱,都可以黑障通信,你说谁的技术含量高?
还有人说星舰直播降低了太空对普通人的神秘感,那请问我们鹊桥二号发射的时候,也做了太空直播,虽然清晰度低一些,但有的人怎么就一点都看不见呢?到底是太空太神秘,还是有些人选择性失明?
(鹊桥二号太空直播画面)
星舰太空高清直播,确实是一次优秀的视觉体验,星链卫星网络保障了通信数据,也有很多值得我们学习的地方,古话说得好,三人行必有我师。
但是夸星舰,不等于要乱夸,更不等于要贬低自己。别忘了,中国航天,才是我们的航天。
如帖文所说属实,就谢谢博主给普罗大众普及航天知识,客观分析中美航天科技,赞👍
中国不突破黑障通信那么东风21D和东风26导弹就无法打航母,只有突破了黑障通信导弹弹头的雷达才能在黑障区捕捉到目标而不是出了黑障区才能使用,那样时间会很短弹头变轨的难度加大。
这篇文章写的很好!无论专业性和爱国精神都值得赞赏
有些泄密嫌疑,说的过于清楚。
检验美帝远程畜牧业成果的时刻到了。
中國航天——我們的航天!
星舰是军用设备,也必然会用作军事,目的并不单纯。
加油中国航天,早日实现月球基地
来钓鱼🎣的?
突破黑障通讯技术干吗非要指望电磁波?为什么不能把编码用激光发射来实现通讯?可以参考改造光纤通讯技术实现远距离的无线通讯。[并不简单]
千万别说,不是每个国家懂的,绝密级别皇冠上的明珠技术,一个字都别说。
这个也与老美的星球大战有关,当时别人不知道老美出老千咋胡,都怕了,中国的对策就是走黒障区,这样老妹无法定位,也就无法反击。没有想到,终于搞成了
只要有波,就能通讯。没了电磁波,难道不能利用其他形式的波吗?
传统都是向下通信,他玩的是向上。背风面隔热都不用,哪来的黑障
专业性可以,终于有人说明白了如何突破黑障通信原理了[点赞][点赞][点赞]
不能从太空卫星与返回器通信么,内置摄像跟踪,只是成本太高