神舟二十一號乘組3名航天員,乘坐神舟二十二號返回地球。
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雖然返回過程看似順利,但實(shí)則看得人驚心動(dòng)魄。
尤其是返回過程遭遇到黑障區(qū)。
在黑障區(qū)內(nèi),返回艙直接被燒成火球,其與地面的通信也一度處于短暫中斷狀態(tài)……
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那么,黑障區(qū)到底是什么?
為什么返回艙遭遇黑障區(qū),會如此可怕呢?
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實(shí)際上,不止神舟二十二號返回時(shí)遭遇到了黑障區(qū)。
所有載人飛船返回艙返回時(shí),都會遭遇到黑障區(qū),并且會擁有相同的驚險(xiǎn)經(jīng)歷。
因?yàn)檫@跟返回艙的返回速度有著很大關(guān)系。
返回艙要想返回地球,速度必須要先加速到超過第一宇宙速度,也就是要超過7.9km/s。
這個(gè)速度不是憑空來的。
而是基于牛頓的萬有引力定律,通過計(jì)算公式計(jì)算得到的精確數(shù)值。
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公式中,g代表地球地心引力提供的重力加速度,通常取9.8m/s2。
R則代表地球的半徑,通常取6.4×10?m。
把數(shù)值帶入公式,算出的速度值,就是當(dāng)物體所受重力可以剛好提供它繞地球轉(zhuǎn)圈所需向心力時(shí)的速度,也就是7.9km/s。
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當(dāng)返回艙速度等于這個(gè)速度時(shí)。
就會像一顆衛(wèi)星一樣,一直繞著地球公轉(zhuǎn)。
只有當(dāng)它的速度大于這個(gè)速度時(shí),才會重新被地球的地心引力俘獲,進(jìn)入大氣層,并重新返回地面……
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返回艙返回地球,速度超過第一宇宙速度進(jìn)入大氣層后。
在距地面35到80千米的大氣層區(qū)域,會遭遇到稠密的氣體分子,并與這些氣體分子產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦。
把返回艙速度換算成馬赫,大約有23馬赫左右。
只需要返回速度超過12馬赫,返回艙表面與這些氣體分子的強(qiáng)烈摩擦,就足以產(chǎn)生2000℃以上的高溫,被燒成火球。
并且,這個(gè)過程中,還會讓返回艙表面附近的氣體分子電離成等離子態(tài)。
氣體分子電離形成的等離子體將返回艙表面包裹起來,通信用到的電磁波信號,穿過這層等離子體層時(shí),會大幅衰減,根本無法穿過。
這時(shí)候,返回艙與外界的通信就會因此切斷。
我們所謂的黑障區(qū),也正是這種物理現(xiàn)象……
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在強(qiáng)烈的摩擦過程中,返回艙速度也會跟著大幅下降。
等返回艙速度降到8-12馬赫,其與大氣分子的摩擦,就不足以再讓氣體分子電離成等離子體。
返回艙與外界的通信會因此逐漸恢復(fù)。
不過,因?yàn)槟Σ烈廊粡?qiáng)烈,返回艙外層溫度也依然會非常高,并使得返回艙繼續(xù)發(fā)出暗紅色的光芒。
等到速度降到8馬赫以下,返回艙才算是徹底離開黑障區(qū),并真正安全了……
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雖然我國載人飛船返回艙返回的技術(shù),已經(jīng)趨于成熟。
但是面對黑障區(qū),卻依然是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。
稍有不慎,就可能出現(xiàn)意外情況,導(dǎo)致任何人都不希望看到的災(zāi)難事故發(fā)生。
而其中的原因很簡單。
就是黑障區(qū)這種物理現(xiàn)象,以目前的科學(xué)技術(shù)是無法避免的。
我們能做的,只能是針對性的解決黑障區(qū)帶來的直接問題。
一個(gè)是高溫,一個(gè)是通信問題。
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針對高溫的問題,目前算是已經(jīng)得到了有效解決。
返回艙返回地面后,表面通常會有部分被燒得焦黑。
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這并不是技術(shù)上的瑕疵,正是技術(shù)優(yōu)勢的體現(xiàn)。
如果你肯放大觀察燒黑的部分。
你會發(fā)現(xiàn),上面呈現(xiàn)出的是特殊的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
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這些蜂窩狀結(jié)構(gòu),正是我國科研人員研發(fā)出的特殊蜂窩狀燒蝕材料。
蜂窩狀結(jié)構(gòu)里,添加了包括增強(qiáng)纖維、酚醛空心微球,以及玻璃空心微球等在內(nèi)的多種特殊新型復(fù)合材料。
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在遇到極端高溫的時(shí)候,燒蝕材料會層層熔化、升華,并帶走大量的熱量。
從而保證返回艙內(nèi)部溫度,始終保持在適宜的范圍內(nèi)……
針對通信問題,雖然目前還沒能解決。
但是我國卻通過另一項(xiàng)技術(shù),彌補(bǔ)了返回艙在黑障區(qū)中的觀測問題。
這項(xiàng)技術(shù)就是相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。
可以通過主動(dòng)發(fā)射電磁波、接收返回艙的回波信號,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)探測返回艙的位置,不受等離子屏蔽的影響。
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除了相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)。
我國喀什、和田、東風(fēng)等多個(gè)測控站的光學(xué)跟蹤、其他雷達(dá)設(shè)備,還會一起進(jìn)行協(xié)同工作。
能更大程度保障針對返回艙的跟蹤測量工作,并為后續(xù)的預(yù)報(bào)落點(diǎn)和搜救工作,提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
有了這些保障。
神舟二十二號返回艙也就能輕易度過黑障區(qū),安全返回地面了……
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當(dāng)然了,有細(xì)心的網(wǎng)友在觀看神舟二十二號返回直播的時(shí)候發(fā)現(xiàn)。
3名出艙的航天員,臉部出現(xiàn)了明顯浮腫的情況。
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尤其對比出征時(shí)拍攝的照片,可以明顯看出他們臉上的浮腫。
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那么,這樣的情況到底是怎么回事呢?
是航天員返回時(shí)出現(xiàn)了意外情況導(dǎo)致的?
還是說他們在太空生活伙食太好,臉上發(fā)福了?
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