神舟十八号返回在即,其将经历的黑障区到底有多可怕?

科普观ScienceView 2024-11-05 14:16:14

神舟十九号发射成功

此次进入空间站的3名新航天员,任务就是接替驻留了半年之久的神十八3名航天员,继续执行太空任务。

因此,根据最新发布的消息,神舟十八号将计划在11月4日返回地球。

神舟十八号将于11月4日返回东风着陆场

神舟十八号返回地球,除了3名航天员将要带回地球的好消息外。

返回过程中,其实有一点是最值得我们关注的。

三名航天员返回在即

那就是,返回过程中,他们3人即将经历的,可以用惊心动魄来形容的“黑障区”。

那么,黑障区到底是什么?经历黑障区到底又有多恐怖呢?

黑障区是什么?

这里大川有必要先带大家了解下,黑障区到底是什么。

黑障区

黑障区虽然从名字上来看,容易让人联想成大气层内的组成部分,但它其实并不是大气层内的组成部分,而是一种特殊的物理现象。

这种特殊的物理现象,一般发生在地球上空35千米到80千米之间,这部分区域属于大气层内,气体分子密度相对较大的稠密区域。

当飞船返回舱返回地球时,为了重新被地心引力俘获,突破大气层进入地球,所需的速度是非常快的。

返回舱速度非常快

而我们大家在中学物理学当中就接触过空气阻力一说,当物体速度越快,所受到的空气阻力就会越大,而物体与气体分子之间产生的摩擦力,也就会越大,摩擦又会产生大量的热量。

因此,当飞船返回舱以极高的速度进入稠密大气层后,表面就会与大气层内气体分子的剧烈摩擦,而产生高温。

在这样的高温下,返回舱外层汽化的涂层跟附近的空气,就会发生电离形成特殊的等离子体,此时此刻,整个返回舱就会被这种等离子体包裹起来,就像罩上了一层罩子一样。

值得一提的是,这层等离子体罩子,是能够跟电磁波发生相互作用,导致电磁波衰减甚至反射的。

等离子体罩能屏蔽信号

我们目前所用的通信方式,基本都是以电磁波的形式传递的,这样一来,返回舱内部的信号就无法传出,而我们外部的信号,也同样无法传到返回舱了。

基于此,返回舱与地面的所有联络,就会被切断,这也就是所谓的进入黑障区了……

黑障区有多恐怖?

单纯这样看,黑障区好像没什么大不了的,但现实中的黑障区,却远比你想象中的,要恐怖的多。

飞船返回舱进入黑障区,简直可以用惊心动魄来形容!

惊心动魄

黑障区最可怕的地方,在于飞船返回舱进入黑障区后,飞船表面产生的超高温度。

根据相关研究表明,飞船返回舱进入黑障区后,其表面与大气层内稠密的气体分子产生强力摩擦,所能产生的温度一度能达到惊人的2000摄氏度左右。

金属熔点表

这样的高温下,就算是铁、铜这样的金属,都能被轻松烧熔,这是非常恐怖的。

这同时也是,为什么每次返回舱返回地球后,表面总是被烧得黑漆漆的原因。

烧黑的返回舱

基于此,但凡飞船返回舱的外层,出现一丁点儿的破损,就可能导致意外发生,让整个返回舱变成一个火球。

不仅如此,飞船返回舱进入黑障区,在黑障区内飞行的时间,同样也能达到5分钟左右。

黑障区持续5分钟左右

也就是说,飞船返回舱需要经受长达5分钟左右的高温烧蚀,想想就让人感到恐怖……

神舟十八号如何克服黑障区?

当然了,尽管黑障区的存在十分恐怖,但是大家也不用过分担心,神舟十八号返回地球也早有对策了。

针对黑障区要经历的长达5分钟的高温烧蚀,神舟十八号返回舱,早就上了“保险”。

返回舱外层是涂有特殊蜂窝状防热材料的,这种防热材料的主要原理是,能在高温烧蚀的过程中,发生熔化和升华,这个过程能够带走大量的热量,即使面对上千度高温,也同样能保证,身处返回舱内的航天员,不会感受到热。

依稀可见的蜂窝状防热材料

不仅神舟十八号,我国之前所有执行任务的神舟系列飞船返回舱,也同样都是采用的这种特殊防热材料,实践早已证明了它的可靠性。

而针对黑障区内,返回舱会与地面短暂失联的问题,神舟十八号同样也是有对策的。

我国的相控阵雷达技术,在不断任务过程中,已经实现了迭代和升级,能够轻松实现对返回舱进入黑障区后的监控工作。

相控阵雷达技术

并且,早在神舟十五号返回的过程中,这一技术就发挥了令人惊叹的作用。

因此,神舟十八号返回,我们也就不用担心其所要经历黑障区这件事了……

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