同是穿梭地球大氣層!返回飛船為何存在高溫,飛離地球不存在呢?

2020-12-06 天文探路者

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同是穿梭地球大氣!返回飛船為何存在高溫,飛離地球沒有呢?

如今隨著科技不斷發展,我們對於地球之外的世界越來越嚮往,而現階段想要脫離地球,全部都是依靠航天火箭之力向太空傳輸,然而不管是載人航天或者是貨運飛船,它們不同於衛星,是一次性用品,一旦進入太空之後,只能永遠的停留,為此向載人航天它們在完成任務之後,究竟是怎麼能從新返回地球?

要知道從新進入地球大氣層,可不像是從地球突破進入太空那麼簡單,當飛船返回,都要受到地球引力作用,而且地球還被一層濃鬱的大氣層包裹,飛船在引力作用下急劇下降,但同時又被濃稠的大氣層包圍,使他下降速度急劇銳減,從總體上來說,飛船進入地球時,速度並不是加速過程,而是整體減速的進入地球,根據牛頓力學解析,地球的第一宇宙速度是每秒7.9公裡,而這個速度同時也是飛船在軌道之上,最大的飛行速度

而且飛船在飛行過程中,隨著軌道高度不斷上升,它的軌道速度也會相對性的減少,一般載人航天軌道都是在距離地球表面400公裡高度,而在這個軌道之下,其飛行速度最高約7.7公裡,所以如此強悍的速度能量,飛船想要依靠自身減速,基本上沒有足夠燃料去支持它,為此只能依靠地球大氣層起到剎車作用,為此一般飛船在準備返回的時候,都會啟動火箭發動機進行制動,讓其從原本軌道脫離,隨後在地球引力的作用下,進行降落

而一般距離地球表面100公裡的位置,就是我們和太空的分割線 ,在往前飛船就能接觸到大氣層,而這個時候大氣層濃度是稀薄的,隨著飛船墜入速度加快,距離地球表面越來越近,導致飛船前方空氣遭受強烈壓縮,而在這個時候,整個飛船和大氣層摩擦產生的溫度,讓飛船外表溫度大幅度提升到1000度以上,如果不採取措施,那麼這溫度對於飛船來說是致命的,為了應對這個溫度,就像我國神舟載人飛船當時在飛船外表塗抹一層燒蝕材料,這種材料會在高溫下逐漸脫離飛船,從而帶走大量熱能

而美國宇航局則是採取隔熱方式,讓整個機身覆蓋一種陶瓷隔熱層,其它部位安裝碳複合材料等,最終組成隔熱層,確保飛船能夠安全回到地面,但是這種保護層在安全性能上還是有點瑕疵,不知道大家還記不記得2003年的時候,NASA的哥倫比亞號載人航天飛船升空的時候,因為外掛的燃料泡沫層脫離意外擊中機翼,在機翼隔熱層留下一個破洞,當時升空的時候沒有任何異常情況出現,但返回的時候,因為這個破洞導致大量熾熱的氣體從機翼破洞中湧入

最終結局相信大家已經猜到,這艘太空梭解體,當時7名太空人全部遇難,而對於這個情況,還是事後技術人員在排查發現,為此之後太空梭在進入太空,都會讓其「翻身」讓太空站檢查一下隔熱層有無破損以防意外再次出現,而對於火箭為何在升空時沒有高溫阻礙,返回時卻經歷,原因就在於火箭離開地球重量大,導致速度並不快,而且想要突破濃鬱大氣層對其阻力,火箭依靠自己加速獲取的速度比較小,所以摩擦產生的熱能並不強

但返回地球是引力作用,而且火箭重量減輕,讓速度變快非常容易,加上摩擦阻力,從而導致火箭溫度即將攀升,這就像隕石一樣,如果質量較小在進入地球之後,會在大氣層中燃燒殆盡,形成我們所見的流星,對於火箭進出大氣層,你有什麼看法,可以在下方留言一起討論!

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  • 當宇宙飛船返回地球時,為何要不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層?
    當宇宙飛船返回地球時,總是以極高的速度穿過大氣層,像流星一樣划過天際,直到快要接近地面的時候,才打開減速傘慢慢地降落。不得不說,雖然這種返回地球的方式很帥,但是卻存在著很大的風險,事實上也是如此,例如在2003年2月1日,「哥倫比亞」號太空梭就在以這種方式返回地球時因為高溫而解體。
  • 飛船同樣穿過大氣層,為何返回時會有高溫,而升空時沒有?
    飛船在穿過稠密的地球大氣層時,將會產生上千度的高溫,威脅飛船的安全。那麼,為什麼宇宙飛船要冒著燒毀的風險加速穿過地球大氣層?為什麼宇宙飛船不在太空中直接打開降落傘,然後慢慢降落回地球呢?速度過快,氣動熱效應過強,巨大的熱量會燒毀飛船。另一方面,飛船進入地球的角度也不能太小。否則飛船在飛向濃密的地球大氣層時,會被反彈回太空中,無法正常受控返回地球。
  • 都是穿過大氣層,為什麼飛船返回時會有高溫,而升空時卻沒有呢?
    也就是說,「哥倫比亞」號是帶著一個「破洞」升空的,期間並沒有經歷過高溫,直到其返回時才發生事故。那麼問題就來了,都是穿過大氣層,為什麼飛船返回時會有高溫,而升空時卻沒有呢?下面我們就來講一講。我們都知道,飛船至少要達到第一宇宙速度,才能夠在沒有額外動力的情況下長時間地在太空中滯留。
  • 乘坐飛船亞光速飛離地球,1天後返回,地球上過了多久?
    舉個例子,A和B兩個人同時擁有1小時的時間,A乘坐著光速飛船離開地球,而B則在地球上等待他,可是當一個小時的時間過去之後,A返回地球,可能地球上早已滄海桑田,變成了另外一番天地。那麼,假設我們乘坐的飛船是按照亞光速飛離地球的,那麼當我們在宇宙中不斷前進飛出1天後返回地球,我們的家人們又是否會在地球上等待著我們呢?答案是否定的,在很多科幻電影中,對於這種情況也有著相應的講解。
  • 飛船返回地球時不能火箭減速嗎?為何要頂著燒毀風險穿過大氣層?
    從太空受控返回地球,這是一個非常有意思的話題,對於大部分衛星來說並不會經歷這個過程,因為是單向的任務,只要將它送上天,壽命結束後就任其自生自滅了。但返回式衛星和載人宇宙飛船卻不行,要能上得去,也能下得來,因此在厚厚大氣層包裹的地球上,穿過危險的大氣層到達地面,就成了太空飛行器完成任務最後一道難關了,俗話說,上山容易下山難,我們今天來說說這難在哪裡。
  • 為何返回地球後,都相信「神」的存在
    不過,雖然太空人的職業看起來很美好,但事實上,這個職業的危險係數也是非常高的,比方說,當我們提到登月的時候,很多人都只是知道美國太空人是第一個登山月球的人,卻不知道當他們飛離地球、執行任務之前,都是籤過「生死協議」的,說白了,就是都已經做好了再也回不來地球的準備。
  • 美國阿波羅飛船是怎麼飛離月球表面的?
    那麼,登陸月球之後的美國太空人們,是如何在沒有發射塔架的情況下飛離月球表面、並返回地球?人類的載人登月曆程始於美國的阿波羅計劃迄今為止,美國依然是實現載人登月的第一個、也是唯一的一個國家。而他們將太空人送上月球,並成功返回的次數也達到了6次之多。首先,我認為有必要對美國的載人登月任務進行一個簡單的梳理。
  • 都是高速穿過大氣層,為何火箭返回時會高溫燃燒,升空時卻不會?
    在人類眾多的航天活動中,如果你仔細觀察,你會發現一個讓你費解的現象,那就是都是高速穿越地球大氣層,火箭升空穿越大氣層時不會燃燒,可是當火箭或宇宙飛船返回地面穿越大氣層的時候卻會劇烈的燃燒,是什麼原因造成這樣的差異呢?
  • 飛船返回艙返回地球會燃燒,為什麼從太空跳回地球沒燃燒?
    當飛船返回艙在返回地球時,進入大氣層,在濃厚的大氣層中高速下降時,會與大氣層產生摩擦,導致返回艙外表溫度大幅升高,溫度至少可達1000度。原因很簡單,3.9萬米只是在大氣層中的平流層,並沒離開大氣層。如果出了大氣層,就會失去地球引力,靠自己能回來的機率很小。
  • 以光速飛離地球,1分鐘後返回,這個世界會有什麼變化?
    那麼,究竟什麼是時間呢?這個問題其實一直到今天為止,都是一個困擾人類的難題之一,甚至還有研究者表示,時間可能並不存在,它不過是人類「想像」出來的罷了。可以說,人類是沒有辦法戰勝時間的,時間一直不斷向前飛馳,人類不是時間的主人,只是時間長河中的過客之一。時間似乎將人類困在了地球上,讓人類永遠沒有辦法離開地球、離開太陽系。為何這麼說呢?
  • 太空飛船如何安全返回地球?經歷哪幾個階段?了解一下
    但是太空艙返回地球並不是一件容易的事,例如這次龍飛船返回大氣層時,飛船的軌道速度從 28000公裡/小時下降到560公裡/小時,最後在濺落時達到24公裡/小時,下降期間的最高溫度高達1900攝氏度,太空人感受到的最高重力是地球引力的4到5倍。
  • SpaceX載人飛船返回地球
    11、飛船濺落到海洋上,等待救援隊到來。龍飛船返回地球的最大難點是什麼?我們知道,龍飛船在距離地面400公裡的高度上繞地球高速運動,速度大約7.66公裡每秒,接近第一宇宙速度7.9公裡每秒。你想想看,龍飛船在400公裡高度上以如此之快的速度運動,要想讓它穩穩降落在地球上將是一件多麼困難的事情,這也是所有從太空返回地球的太空飛行器要經受的嚴峻考驗,尤其是載人返回,還是具有極高風險的。當龍飛船脫離國際空間站後,首先摒棄服務艙,然後擇機進行返回制動點火,在地球引力的作用下返回地球。
  • 當我們以亞光速從地球出發,1年後返回,地球上有什麼變化?
    雖然在地球上,我們坐飛機和高鐵等,已經感覺交通非常的方便,想去任何一個地方也大多非常的便利,但是在宇宙中航行卻將時間和距離無限放大,就拿太陽系來說,人類目前的速度想要飛出太陽系,如果外圍真的存在奧爾特星雲,那麼則需要上萬年的時間。
  • 當我們以亞光速從地球出發,1年後返回,地球上有什麼變化?
    當然,這對於人類來說飛出銀河系不太現實,但是人類卻可以在太陽系中進行旅行。同時,愛因斯坦也表示,如果人類可以無限接近光速飛行,那麼時空就會發生變化,換句話來說,當我們亞光速出發飛離地球1小時後返回,地球早已經不是1小時之前的模樣。
  • 美國SpaceX載人飛船返回地球!45年來首次濺落大海,用了60年前老技術
    【編輯/作者 祁連軍武欄目 天光/魔魔】前言:在我國第一顆自主研發火星探測器升空不久,據北晚新視覺網報導,2020年8月3日,美國載人太空飛行器也返回了地球,但值得注意的是,美國這一次使用返回操作卻是60年前老技術。
  • 被NASA看好的克卜勒星球,與地球高度相似,或早有生命存在
    在霍金生前,霍金曾經多次警告人類,一定要儘快找到飛離地球的辦法,並且在太空中找到第二個家園,否則200年之後,人類很可能就會迎來滅頂之災。至於為何霍金會這麼認為,是因為他曾經做過實驗,實驗的結果讓他認為,200年之後的人類極有可能發生了不好的事情。
  • 地球大氣層中有個1000℃高溫的熱層,太空飛行器在其中飛行為何沒燒毀
    如今正是夏天季節,北半球各地高溫不斷,頻頻出現50攝氏度的高溫,就連北極圈附近都出現了30度的氣溫,地面的溫度已經很熱,段裡說越往大氣層的高處氣溫會越低,但是當到達地球上空100~800公裡的時候,那裡的溫度卻高達1000℃左右,是不是難以置信?
  • 以光速飛離地球,一小時後返回原地,將會看到怎樣的變化?
    而假設在條件成立的情況下,人類以光速離開地球,並且在一小時後立馬返回地球,這個人會經歷什麼有趣的事情呢?首先,以上所說的光速飛行是存在兩種情況的,而依據情況的不同,這個以光速飛行的人所經歷的事也完全不一樣。首先,我們必須設定好參照物。
  • 「龍」飛船以25倍音速穿過大氣層,並順利返回地球,此役堪稱完美
    上周日,本肯和赫爾利搭乘SpaceX的載人「龍」飛船以25倍音速的速度極速墜落穿過地球大氣層,趕在安全在佛羅裡達州彭薩科拉沿海著陸前及時減速,最後,他們成功安全著陸。成為首批搭乘商業飛船去玩空間站和順利返回的太空人。
  • 載人飛船返回大氣層,熊熊大火包圍下,太空人是怎麼生存的?
    載人航天飛船完成任務後,在返回地球時是由返回艙和推進艙的,但是我們只能看到返回艙安全落到地面,那推進艙去哪了?其實在進入大氣層後,二者就分開飛行了,因為大氣摩擦的因素,推進艙就只能被燒毀了。