神舟二十号出舱画面传回:飞船干净整洁,返回后为何变得黑不溜秋

在9月26日,神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰完成了第四次出舱活动。在出舱的6个小时过程中,航天员陈中瑞、王杰出舱给中国空间站安装了空间碎片防护装置,还进行了舱外设备设施巡检等任务。

此前,神舟二十号航天员乘组进行了3次出舱活动,所以神舟二十号航天员乘组累计进行了四次出舱活动,成为了我国执行出舱任务次数最多的乘组之一。在出舱过程中,航天员也拍摄了整个出舱过程的画面,从传回的画面中,我们可以看到航天员在舱外作业时的样子。除此之外,我们也看到了中国空间站内外以及神舟二十号飞船外部的样子。

我们空间站的很多位置都有中文标识,例如“出舱口”、“小心磕碰”、“舱外通用把手”等,在空间站内部的操作界面也是中文。所以,未来外籍航天员进入中国空间站去执行飞行任务之前,有一个很重要的事情,那就是要学好中文才行,不然他们可能就看不到这些中文,不知道怎么去操作我们的空间站设备。

事实上,自从我们要建造中国空间站后,很多国家的宇航员都表示希望未来有一天能够到访中国空间站,为了能够到访中国空间站,有一些外籍宇航员已经在努力训练、努力学好中文了。在今年2月,我国和巴基斯坦签署了选拔、训练巴基斯坦航天员的合作协议,我们将帮助巴基斯坦选拔、训练航天员,在完成训练后,巴基斯坦的航天员将会和我们的航天员一起到访中国空间站,到时候我们的空间站将会迎来第一位外籍航天员。

除了看到中文字眼外,我们可以看到神舟二十号飞船在外太空飞行时的样子。从传回的画面中,我们可以看到神舟二十号飞船整个飞船都是非常干净、整洁的,其中返回舱在太阳光照射下反光。然而,当飞船从中国空间站撤离返回到地面后,返回舱外部却不是这样了,而是变得黑不溜秋,局部甚至可以用“面目全非”来形容。这是怎么回事?

这是没法避免的事情,也是正常现象,大家不需要担心。不管是我国的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船、美国的载人龙飞船,或者是去月球取样返回地球的嫦娥五号、嫦娥六号探测器,又或者是未来用来执行载人登月任务的梦舟载人飞船、猎户座飞船,在重返地球的过程中,都会经过惊心动魄的过程。

因为地球有浓密的大气层,而在外太空飞行的飞船、探测器、空间站飞行速度都相当快,像神舟载人飞船、空间站这些在近地轨道飞行的航天器速度接近地球第一宇宙速度,未来去执行登月任务的梦舟载人飞船、猎户座载人飞船的速度更快,接近地球第二宇宙速度。

当这些航天器以这么快的速度重返地球时,再入大气层后,气动加热效应会非常强烈,导致飞船外部温度急剧上升。从近地轨道返回地球的航天器速度相对慢一些,外部温度相对低一些,但也超过1000℃,而从月球轨道返回地球的航天器速度相对快一些,外部温度自然也会更高一些,温度会超过2000℃。

虽然重返地球过程中会经受高温的灼烧,但飞船外部的温度并不是均匀的,不同的位置温度会存在差异,这就导致飞船返回舱有一侧被烧得黑不溜秋,有一侧却是金灿灿的,似乎没有非常明显的烧蚀过程。这又是什么情况呢?

这也是正常的,当飞船返回舱以极快的速度重返地球时,再入大气层过程中飞船会有一个再入姿态角(速度方向与当地水平面的夹角),飞船底部会朝向前方,底部有隔热大底、防热大底,能够承受更高的温度,而飞船顶部则面向后方。这个夹角是很关键的。

飞船在准备进入大气层时,虽然借助推进舱的发动机进行了初步的减速,但是这时候飞船速度还是相当快,超过7公里每秒,飞船再入大气层过程中需要在短短50分钟左右就把速度降下来,实现安全着陆。所以飞船需要在比较短的时间内完成减速才行。

由于地球有浓密的大气层,空气阻力可以直接进行减速的,如果飞船再入大气层的夹角太大或者太小都不行。如果这个夹角太小的话,飞船可能会在进入大气层后就被大气层弹回外太空,回不来。如果夹角太大的话,飞船进入大气层后不会弹回去,但是会因为速度太快温度太高而被烧毁。

飞船再入大气层后,会保持飞船底部朝前的姿态,这样可以借助底部的隔热大底来抵御更高的温度,从而确保飞船的安全。而且,保持这样的再入姿态,也可以产生一定的升力,可以有效减小再入过程中的过载。

当飞船返回舱进入大气层后,返回舱背向地球的这一侧更加顶风,导致这一侧的温度更高,灼烧得更加剧烈,导致飞船外部被烧得更黑一些。相比之下,面向地球的那一侧就处于“背风”,这一侧的温度会低一些,燃烧没那么剧烈,就能保持金灿灿的模样。这就是为什么飞船返回舱有一侧是黑不溜秋、面目全非,有一侧是金灿灿的原因。

虽然有一侧被烧得黑不溜秋,但不是飞船出现问题了,这是正常情况。因为飞船返回舱外部涂有烧蚀材料、隔热材料,能够承受极高的温度。再入大气层的过程中,飞船返回舱表面的烧蚀材料、隔热材料会融化、升华脱落,从而带走大量热量。随着飞船表面的烧蚀材料、隔热材料脱落,飞船返回舱外部就变得黑不溜秋了。这也是正常情况,保护飞船不被烧毁。

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更新时间:2025-09-30

标签:科技   神舟   飞船   画面   大气层   空间站   航天员   地球   温度   返回舱   速度   再入

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