版權歸原作者所有，如有侵權，請聯(lián)系我們

火箭點火升空離開地球的過程蔚為壯觀，而返回艙回來的時候卻總是在與大氣的摩擦中燒成個黑炭，這是為什么呢？

很顯然，這是一個與速度有關的問題?；鸺_到何種速度才能將飛船送上地球軌道呢？當然是每秒7.9千米，這就是我們所說的第一宇宙速度，如果低于這個速度，那么則無法擺脫地球引力的束縛。那么返回艙返回地球的時候，速度又有多快呢？同樣也是每秒7.9千米，因為無論返回艙是從哪里回來的，它都必須要在地球軌道飛上一陣，以便調(diào)整飛行軌跡和角度，等待到達返回位置時再開啟發(fā)動機返回地球。要圍繞地球運行，就必須要有每秒7.9千米的速度，所以返回艙返回時的初始速度也不會低于這個數(shù)字。

既然同樣都是每秒7.9千米，為什么飛出去的時候沒有事，回來就燒成了焦炭呢？

因為出去的時候火箭是在進行加速運動。地球大氣由下自上可以分為對流層、平流層、中間層和熱層，火箭升空時，速度逐漸增加，當?shù)竭_位于地表80千米左右的中間層上緣時，火箭的速度也只有每秒4、5千米，以這個速度是不足以通過與大氣的摩擦而使火箭外殼發(fā)生燃燒的，而越往上，速度越快，同時大氣也變得越發(fā)稀薄，所以就更不會因為摩擦而導致外殼發(fā)生燃燒了。而當返回艙返回地球的時候，情況就不太一樣了。

返回艙在返回地球的時候，是在做自由落體運動，它的初始速度為每秒7.9千米。

由于高層大氣十分稀薄，阻力很小，所以當返回艙進入到距地表80千米左右的中間層時，速度也并未出現(xiàn)明顯的下降，由于速度太快，飛船外殼與愈發(fā)稠密的大氣發(fā)生了激烈的摩擦，于是便燒了起來，此時的外殼溫度甚至可以達到2000℃左右。宇航員返回地球的過程是一個充滿危險的過程，在人類的航天史上就發(fā)生過飛船在返回的過程中出現(xiàn)解體的事故，它就是美國的哥倫比亞號航天飛機。既然如此危險，人類為什么不改變飛船返回的方式呢？為什么一定要依靠自由落體，而不是提前減速呢？

要讓返回艙在返回地球的時候提前減速，無非就有兩種方式，一種是反向推進，另一種是提前開傘。

我們知道飛船的返回艙是配備有降落傘的，這是返回艙能夠安全著陸的必要保障。大約在距離地面10千米左右的位置，返回艙就會開傘，最先打開的是一個用于減速和調(diào)整位置的傘，我們稱之為“減速傘”，當返回艙順利減速并擺正位置之后，才會打開主傘，也就是我們最終所看到的那個大傘，它的總面積有1200平方米左右，返回艙和它相比，就好像雨傘下面掛了個彈珠，所以在著陸后，降落傘會迅速與返回艙脫離，以免在風的作用下返回艙被降落傘拖著到處亂滾。

無論是最后打開的主傘，還是率先打開的減速傘，它們都是利用了空氣阻力的原理。

而地球高層大氣密度很低，空氣極為稀疏，即便提前開傘，也無法起到減速的作用。再者，在與大氣的摩擦中，返回艙都被燒成了黑炭，降落傘如果提前打開，更是難以幸免于難，所以提前開傘是不可能的。那么反向推進行不行呢？理論上是可行的，但這會大大降低火箭的運載能力。要想通過反向推進實現(xiàn)減速，返回艙就必須要攜帶大量的燃料，而這些燃料是從一開始出發(fā)時就要帶在身上的?；瘜W動力火箭最主要的重量就是燃料，所以有效載荷才會如此不盡如人意，如何又要額外帶上一大堆用于減速的燃料，那么能夠運上天的東西可就真是所剩無幾了。

綜合各種因素來考慮，讓返回艙以自由落體的方式回歸地面是最為方便的，也是最為經(jīng)濟的，而我們所要做的就是做好返回艙的隔熱，以保證返回艙內(nèi)部，特別是航天員的安全。

其實，對于航天員來說，乘坐返回艙回歸地球的過程中，除了返回艙外部的劇烈燃燒，還有一件事情是需要面對的，那即是數(shù)分鐘的失聯(lián)。在地球大氣的中間層區(qū)域，大氣呈現(xiàn)電離狀態(tài)，返回艙在穿越這一區(qū)域時會被離子包裹從而失去通訊能力，這一時間段恰好就是返回艙外殼發(fā)生劇烈燃燒的階段，而這一驚險的過程，只有航天員獨自面對。

歡迎掃碼關注深i科普！

我們將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的科普活動和科普好物！