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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!