当宇宙飞船返回地球时，为什么要不惜燃烧代价，高速穿过大气层？

导语：

宇航员返回地球的那一刻，穿越“黑障区”，面临着最危险的时刻。这个区域，位于地面35到80千米的大气层内，被称为黑障区，是宇航员回归地球的最后挑战。一旦返回舱进入黑障区，通讯中断，表面被高温摩擦烧红，宇航员必须坚持4分钟，这对于地面上的人来说或许不算长时间，但对于宇航员而言，这是生死攸关的4分钟。为什么返回舱不做出调整，为什么不反向加速，为什么不提前打开降落伞？

本文将解答这些问题，并探讨未来的可能性。让我们一起揭开宇航员穿越黑障区的神秘面纱。

穿越黑障区：宇航员归来的险象环生

宇航员们以无比勇气和决心，踏上了征服太空的旅程。但当他们完成任务，准备返回地球时，最危险的时刻或许就是穿越“黑障区”，这个不为人知却存在已久的挑战。在这片神秘的领域内，通讯中断、高温摩擦，宇航员需要坚持4分钟，这段时间却漫长得令人窒息。

为了理解黑障区的挑战，首先需要了解它的定义。黑障区，又被称为黑色障碍区，位于地面35到80千米的大气层内。这个区域中，气体因高温摩擦和太阳辐射而电离，形成一片危险的区域。一旦宇航员的返回舱进入这个区域，与指挥室的联系就会立刻中断，无人知晓究竟发生了什么。

返回舱以每秒7.9千米的速度穿越黑障区，之前需要围绕地球运动，当返回舱与地球表面的夹角为3度时，返回地球。

然而，这个过程并不平稳，返回舱的外表在高速摩擦中被烧得通红，温度达到惊人的2000度。这种情况曾在哥伦比亚号航天飞机事故中造成灾难，一条不起眼的裂缝导致整个航天飞机解体。

既然穿越黑障区如此危险，为什么不采取调整措施，减轻宇航员的痛苦呢？

首先，为什么不反向加速呢？理论上，这是一个解决方案，但实际执行起来却异常困难。返回舱的初速度极高，要削弱这种速度，就需要反向点火。

然而，地球大气最外层非常稀薄，几乎是真空状态。如果反向点火，返回舱会突然返回太空，增加了飞船携带更多燃料的负担。这意味着巨大的额外成本，而飞船的承载能力有限。

而提前打开降落伞也不是解决方案。飞船返回地球时需要三个降落伞，按照顺序为引导伞、减速伞和主伞。这些伞必须在距离地面约10公里的高度才能打开，而在进入大气时的速度过快，打开降落伞将导致它们被烧毁。此外，大伞的面积巨大，如果它还和返回舱相连，一旦遇上强风，可能会导致返回舱在地面上滚动，增加宇航员受伤的风险。

那么，为什么不不惜一切代价穿越大气层，而是让返回舱被烧得通红呢？答案在于成本。返回舱以飞蛾扑火的态度穿越大气层的黑障区，不仅是因为这是最便宜的方式，还因为其他方法需要额外的能量和材料。通过黑障区的主要危险是高温和失去联系，而提高返回舱的材料质量相对容易，这比研制高温降落伞要简单得多。

此外，飞船升空与返回的过程不同。升空时，火箭和飞船在进入太空轨道时速度足够高，摩擦较小，因此不会燃烧。

而在返回地球时，由于进入大气层速度迅猛增加，摩擦也随之增大，导致返回舱被烧成“火球”。

尽管黑障区的挑战仍然存在，但人们在寻

找解决方法，努力克服这个无法避免的阶段。为了保护宇航员的安全，科学家和工程师们不断探索新的技术和创新。

其中一项解决方案是提高返回舱的材料质量，使其更耐高温。这样可以减少烧灼造成的伤害，增加宇航员的生存几率。此外，研究人员也在努力改进通信技术，以减少失去联系的时间，增强宇航员与指挥室的沟通。

然而，黑障区的气体性质使其成为一个极具挑战性的领域。尽管半个多世纪以来，科学家们一直在努力，但至今仍然无法完全掌握这个区域。这也让我们不得不继续接受穿越黑障区的危险，将其视为太空探险的一部分。

宇航员在穿越黑障区的过程中经历了极端的考验。他们被迫忍受通讯中断、高温摩擦，甚至可能面临生命危险。为了应对这一挑战，宇航员需要具备出色的身体素质和心理素质。这也是为什么宇航员在完成任务时穿着宇航服返回地球，宇航服可以防护他们免受高温的侵害。

有时候，返回舱可能会降落在水中。返回舱具备水陆两用的特性，可以漂浮在水面上。此外，它还配备了信号弹，一旦降落在水中，信号弹将使降落区域变成醒目的橘红色，以便救援飞机快速找到返回舱。这些措施都是为了最大程度地保护宇航员的生命安全。

历史上，有22位宇航员在执行任务的过程中不幸牺牲，还有许多预备宇航员在训练中遭遇意外。这无疑是一个充满风险的职业，但宇航员们无怨无悔地肩负着探索太空的使命。