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姚笛的贼船 - Entry for October 16, 2005 神六有多热

 accesine 2005-10-17
  据报道,神舟六号飞船在距地面343公里的圆形轨道飞行。如上图所示,这个位置处于地球大气层中的热层(或电离层),温度大概在1000摄氏度以上。

        1000多度,大部分的金属都将融化。那么飞船采用什么技术来耐如此高温呢?

        上大学时,有幸旁听了黄吉虎教授几堂《航天技术概论》。这个刁钻问题俟一扔出,整个课堂一片寂静,无人应答。

        答案是飞船在那里并不需要防高温,飞船上的防热材料主要是用于对付返回大气层时气体摩擦产生的高温。大家惊诧之时,黄教授徐徐启发。

        首先,温度是什么呢?这个概念倒是很熟悉,温度表示物体的冷热程度,也是物体内部分子热运动平均动能的标志。

        其次,飞船所处在的空间位置是什么环境呢?300公里以上的高空,气体密度已经极低,大概是地面空气密度的千亿分之一。因为那里近于真空,气体分子可以自由的飞来飞去,所以导致平均运动速度较高,也就是温度较高了。

        最后,热量传导的方式是什么呢?气体分子撞击在飞船外壳上,引起飞船外壳的分子震动加剧,这样就可以让飞船的温度也升高了。可是那里的分子实在太少,并没有足够的能量能够使飞船也升温。我们可以这么理解,整个区域温度很高,飞船到了哪里,哪里就迅速降温。神六虽在1000度高温的空间中,其实并不热。

         大家恍然大悟,都是简单的知识,学艺不精导致如此盲点。黄教授还提示,那些看起来很普通平常的物理量,到了一些极限状态诸如真空,超低温等等,就会让人另眼相看,透彻的理解他们并不容易。

        在神六顺利回收之际,回忆起了那堂受益匪浅的课程,回忆起了这位令人尊敬的老师,并将温度的知识与大家分享。

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