當神舟號往返於太空,發射時平穩度過,為何返回時會高溫燃燒?

科技     2021年07月21日

最近中國空間站的消息一波接一波,期待已久的中國空間站首次出艙任務也圓滿完成了,航天員劉伯明把一句東北話「老亮了」成功帶上太空。

眾所周知這次神舟十二號的3名航天員,將在空間站工作、生活3個月再返回地球,這讓我不禁想到了一個畫面,那就是飛船返回時都會「著火」,然而發射時卻沒有這一現象,你知道為什麼嗎?難道發射和返回不是一個飛船?

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神舟載人飛船的三艙結構

神舟號飛船是我國自主研發設計的,具有完全自主智慧財產權的太空飛行器,神舟號的主要任務就是載人航天、物資往返運輸

神舟十二號總長度約9米,重量在8噸左右,這次飛船依舊沿用了前面幾次的三艙結構,分別為:推進艙、返回艙以及軌道艙,它們有著各自不同的作用。

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推進艙顧名思義是為飛船提供動力來源,軌道艙內裝載的是各種在軌支持設備,是最上面的一部分,如果不僅如此空間站,這裡就是航天員的生活區。

而返回艙處於推進艙和軌道艙中間,是飛船的控制區,也是航天員的工作區,不管是在發射、交會對接還是降落階段都要在這個艙段進行

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飛船發射升空時不會燃燒

眾所周知地球強大的萬有引力將一切物體牢牢抓在地面,如果飛船想要「擺脫」這一引力,就需要達到一定的初始速度。

有科學家計算,當一個物理的初始速度為每秒7.9公里時,就能圍繞地球旋轉而不掉落,所以把它稱之為「第一宇宙速度」

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當初始速度高於第一宇宙速度達到每秒11.2公里時,就能擺脫地球的引力飛向太空,這是太空飛行器升空的基本要求。

然而這樣的速度在火箭搭載飛船飛行時,會因為空氣阻力產生摩擦導致艙體溫度升高,會出現高溫燃燒的現象。不過因為在發射初期飛船的速度沒有那麼快,所產生的摩擦熱量不足以讓飛船發生燃燒。

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那為什麼返回地面時會變成「火球」?

要知道飛船在進入太空軌道繞行後,速度其實很快,那麼要想脫離軌道返回地面,首先需要一個加速變軌的過程。

這樣一個高速運行的飛船進入大氣層,飛船返回艙外部的溫度必然會急劇升高,這也是為什麼有些衛星會在墜落大氣層時直接燒毀。不會神舟號返回艙是由特殊材料製成,外部也包裹著隔熱層以及保護層。

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可能會有這樣想,既然速度快會燃燒,那就讓飛船返回時速度小一點不就好了?當然不行,如果速度太小,就無法穿越大氣層回到地面。

當然大家也不必過於擔心,因為飛船在進入大氣層之後,就會打開降落傘進行減速,著陸地面之前也會開啟反推火箭,使得飛船最終安全著陸。

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神舟號飛船返回地球的方式

說了這麼多,我相信大家和我一樣,都很好奇我國神舟號載人飛船,是以怎樣的方式返回地球的?

答案是升力再入式。這種方式是為了降低對航天員的影響,同時也提升了飛船落地的精準度,這種方式的原理是,當飛船進入大氣層時會產生一定可控制的升力,讓飛船沿著滑翔式軌道或者是跳躍式軌道進行滑行,從而起到減緩速度的作用。

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最後總結:

一直以來人們對太空宇宙的探索從未停歇,然而在這個過程中,不管是航天技術的研究還是飛船返回技術,每一項都尤為關鍵,我國的航天事業發展雖然起步較晚,但是早已成功發射了多次載人飛船。

甚至這一次中國空間站的發展讓世界矚目,相信我國未來的航天發展會越來越順利,同時也希望神舟十二號的3位航天員順利完成任務,平安歸來。

文/悠悠科普說