神舟十三号返回地球有多难?黑障区信号全无,到底意味着啥?

最近消息报道相信大家都看到了,此次神舟十三号返回地球采用了快速返回技术在保障宇航员安全的前提下,大大缩短了返回所需的时间,从原先的28小时,预计直接缩短到4个小时左右,这是我国此前从未尝试过的一项技术。

神舟十三号返回地球有多难?黑障区信号全无,到底意味着啥?

不过话说回来,尽管神舟十三号采用了跟以前不一样的技术返回地球,但是它的返回同样要经历令人惊心动魄的黑障区。在进入黑障区的期间,返回舱与外界信号是全部被屏蔽的接受不到也无法发出任何信号,虽然只有短短几分钟的时间,但却让所有人都提着心吊着胆。

那么,什么是黑障区,黑障区里为什么会信号全无?真实的黑障区到底有多可怕呢?

黑障区到底有多可怕?

很多人不知道的是,我们总说黑障区,但黑障区却并不是地球大气层的结构,它的存在只能算是一种物理现象。

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这种现象一般会出现在地球上空35到80千米的大气层间。

当返回舱返回地球进入大气层的时候,它的速度是非常快的,往往能达到十几甚至是几百马赫,这可比飞机的速度快多了。这样一来,在大气层里返回舱的前方,会在与大气中气体分子的强烈摩擦之下,形成一层“屏障”,这层“屏障”内部温度极高,有时甚至能达到上千摄氏度的温度,这点就比较有意思了。

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大部分的化学分子都是无法承受极高温度的,在这样的环境中这些化学分子便会发生电离,变成游离的电离子。

返回舱在返回过程中进入大气后摩擦产生的极高温度,恰好就给了其周围以及其自身表面的化学分子的电离提供了条件,游离的电离子被束缚在“屏障”里,会与电磁波相互作用,导致电磁波信号的衰减或者是反射,从而迫使返回舱内部无法接收到外界信号。这也就是返回舱进入黑障区后信号全无的根本原因。

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值得一提的是,等返回舱在大气内减速到一定程度后,黑障区就会伴随着返回舱外层“屏障”温度的降低而消失。

从返回舱进入黑障区,到飞出黑障区,这其中往往只需要长达4-6分钟的时间。这也就意味着,在这4-6分钟内,返回舱内的宇航员无法与地面塔台取得联系,同时地面雷达也无法跟踪到返回舱的轨迹,期间返回舱出现任何问题,都足以对宇航员的生命安全产生巨大威胁。这也是为什么,很多人都将返回舱进入黑障区的阶段,视作“生死考验”的原因。

不止黑障区,降落也是难题!

黑障区虽然一直都是返回舱返回地球时,必须要去逾越的一座高山,但是在如今航天技术的加持下,全世界都很少有返回舱黑障区事故的发生。只要返回舱足够坚固耐热,返回轨道不存在大的误差,一般都是能轻轻松松穿过黑障区的。

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不过话说回来,除了黑障区以外,返回舱返回地球还需要面临很多其它的难题,其中就包括返回舱的降落

返回舱的降落对世界各国来说,都是一个“老大难”的问题,如果你肯留意的话你就会发现,美国跟中国的返回舱,返回地球选择的着陆地点是完全不同的。美国一般都会选择让返回舱“掉”进海里,然后从海面进行打捞救援。而我们中国的返回舱则一般都会选择在地面着陆,然后直接在地面迎接归来的宇航员。

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说起来,两种返回舱的着陆方式都不简单,且都会面临巨大的风险,但综合来看美国海上着陆的方式,是要相对安全一些的。

就拿去年返回地球的神舟十二号举例,神舟十二号的着陆地点也是东风着陆场,这里说白了就是一眼望不到边的大“戈壁”,土质偏硬,当时返回舱着陆前的速度很高,即使临着陆前有4台着陆反推发动机同时点火反推减速,并总计产生了近12吨的推力,但是返回舱在着陆的瞬间还是猛烈地撞击到了地面。好在配合返回舱内减振系统的进一步吸能,保障了宇航员的安全着陆。

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但是美国海上着陆的方式就不一样了,海水跟地面是不一样,返回舱坠入海里能更好地进行减速,并且坠入海面的瞬间不存在猛烈的撞击,更有助于保障宇航员的安全。

等返回舱速度降到一定程度后,便会缓缓上浮,最终漂浮在海面等待救援人员的到来。

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当然了,海上着陆的方式也同样存在一定的缺点,那就是救援人员的海面救援搜寻工作将难以进行。

但是基于美国拥有世界上非常先进的航天追踪与控制系统,再加上美国海上军事力量在全球分布十分广泛,这也就让其在海上救援方面,拥有了绝对的实力,所以美国才会选择让返回舱在海上着陆。

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而我国以及俄罗斯这样的航天大国,之所以没有选择在海上着陆,而是选择在地面着陆的重要原因,也正是因为缺乏美国这样先进的系统与“强大”的部署能力……

结语

当然了,返回舱返回地球需要面临的难题还有很多,虽然对于一些问题的应对还不够完美,但凭借现有的科学技术也足够应付了,就比如返回舱着陆的问题。

也正是因此,我国才一鼓作气创下了载人飞船发射0失败返回舱着陆0失败的傲人战绩。

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不仅如此,我国还是目前世界上唯一一个拥有自己国家在轨运行空间站的国家,而等国际空间站达到使用寿命后,我国的空间站也将成为全世界唯一一个在轨运行的空间站,这样的成就,相信已经足以说明我国的航天科技实力了……

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页面更新:2024-03-03

标签:神舟   地球   电离   大气层   宇航员   空间站   美国   海上   地面   信号   返回舱

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