我国神州十六号乘组完成空间站近五个月驻留任务后,神州十六号圆满返回地球,成功在东风着陆场着陆,同时期印度也从孟加拉湾将他们的返回舱打捞了上来。
不少网友在看过两国返回舱着陆的相关画面时,都会产生一个疑惑:为什么我们的返回舱表面有非常严重的灼烧,印度的返回舱干干净净呢?难道是我们的航天技术没有印度强?
返回舱为什么会发黑?
俗话说:“上山容易,下山难”,载人飞船在完成任务返回时的过程会比发射时更加惊险,他们将会面临一场惊心动魄的历程,而返回舱为什么会黑漆漆的原因就在其中。
载人飞船在准备返回地球时,首先飞船与空间站进行分离,这里是非常关键的一步,需要对飞行姿态和速度进行调整,保证再入角要小于3°。
再入角就是载人飞船与地平线形成的俯角,一般情况来说再入角要小于3°,这个数值越小就会越安全。
再入角过大,到达大气层时,大气密度变化就会很快,会产生剧烈的摩擦,非常不安全,一不小心就会落得舱毁人亡的结局。
飞船乘组返回地球之路可以说是步步凶险,接下来最严峻的考验便是进入大气层之后。
飞船返回舱进入大气层后,面临的首要问题便是高温,这个高温可不是一般的高温。
西游记中,唐僧师徒四人西天取经遭遇的第四十七难是让他们分外头疼的火焰山。
火焰山温度奇高,哪怕是铜皮铁骨也会被烧成汁,飞船返回舱进入大气层后所处的境地与火焰山相比不遑多让。
返回舱在进入大气层后会关闭燃料装置,凭借返回舱自身的重量和强大的地球引力做自由落体运动。
这时返回舱的速度每秒钟能达到8公里,速度过快,返回舱头部挤压空气,会产生剧烈的摩擦,导致返回舱表面到的温度能够达到2000摄氏度以上,还会遇到“黑障区”。
黑障区是因为返回舱进入大气层后, 高速下与大气摩擦产生高温,返回舱周围会因此产生电离。
返回舱自身的防热材料也在灼烧电离,周围会包裹着厚厚一层电子,形成“等离子鞘套”,隔绝一切信号。
此时,返回舱会有将近5分钟的时间与地面失去联系,也被称为“黑暗五分钟”。不过现在我国已经突破了黑障区无法通讯的问题。
话说回来,面对如此高的温度,我们该怎么解决这个问题呢?要知道我们常见的铁、铜等材料的熔点最高不过1500摄氏度,在2000摄氏度以上的高温下,立马就会被融化。
这个问题难不倒我们经验丰富的科研人员,他们针对返回舱采取了一系列降温措施,比如隔热罩、风冷回路等等,全力保证航天人员的安全。
返回舱采用了烧蚀材料和隔热材料涂层,能够抵挡住大气层摩擦产生的高温。
既然如此,返回舱为什么还会被烧成黑漆漆的模样呢?难道是这种材料还不够好吗?
其实返回舱着陆后表面变黑是非常正常的事情,其他国家宇宙飞船返回舱着陆时外表都是一样的。
这是因为返回舱在经过大气层时,表面的烧蚀材料会因为高温剧烈燃烧,然后在降落过程中逐渐脱落。
这时返回舱内部到的温度大概在30摄氏度左右,等到达地面后,返回舱的表面就像用久的锅底一样了。
为什么印度返回舱完好如初?
近期,印度也将他们的飞船返回舱从海上打捞了上来,但是通过现场图片来看,他们的飞船返回舱表面完好如初,干干净净,并没有灼烧的痕迹,这是为什么呢?难道说阿三哥的航空航天技术已经赶超我国了吗?
印度这个国家一直比较魔幻,曾经航母军舰“四年三火”创下记录,载人航天方面的经历也是艰难曲折。
首先是发射时间一推再推,原本定于印度当地时间10月21日8点整开始发射计划,结果由于天气原因推迟到8:30,最后又推迟到8:45。
终于等到发射了,下级发动机也点火成功,结果点火后突然熄火了。对于此次突发事件,印度官方在事后解释到是因为运载计算机发生错误,导致点火暂停。
随后,印度官方将新的发射时间定在了印度当地时间10点整,幸运的是,这次发射一切顺利,发动机成功点火,火箭成功将飞船送到了17公里的高空,然后顺利分离,返回舱成功打开是哪个降落伞进行着陆,最终落入孟加拉湾。
印度返回舱表面干干净净的原因就在于此,印度的飞船根本没有进入太空,返回舱返回时没有经过大气层的摩擦,没有经受高温的炙烤又怎么会变黑呢?
印度这次只是做了一次载人航天的实验罢了,虽然实验过程有些波折,但总体上来讲是成功的,这也象征着印度的航空航天技术又前进了一步。
我国现在的航空航天技术如何呢?印度的综合国力在世界也是排名前列,会赶超我国的航空航天技术吗?
中国的航天梦
2007年,我国首个月球探测器“嫦娥一号”成功抵达月球轨道,完成探测任务。
六年后,嫦娥三号月球探测器成功在月球表面软着陆,让我国成为时隔三十多年,世界上继美、苏之后实现月球软着陆的国家。
回首二十年来,从神五到神十七,我国航空航天技术屡屡获得重大突破,神州系列飞船不断刷新世界记录,运载火箭技术一代比一代成熟,建成了全球唯二的空间站,成功发射通信卫星、气象卫星、探测卫星等几十种卫星,而这些成就基本上都是我国自研的,是我国的科研人员一步一步赶出来的。
此前,我国已经宣布在2030年实现载人登月,届时对于我国的航空航天技术来说将是里程碑式的一站。随后,我国还将在月球上建设月球基地,实现登月常态化。
航空航天方面是我们实现中华民族伟大复兴的重要一步,毕竟每一中华儿女都有一个大国梦。
参考文献:
1.央视网.神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆
2.董彦芝.神舟飞船防热大底结构设计
3.方洲,梁馨,邓火英,董彦芝,代晓伟. 蜂窝增强低密度硅基烧蚀防热材料性能
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