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同是穿过大气层,飞船返回时会剧烈燃烧,为何发射时不会燃烧?

 科学知更鸟 2024-04-25 发布于河南

从神舟五号到神舟十八号,每一次载人航天发射都激动人心,经常关注中国载人航天动态的朋友,不知有没有注意到一个现象:同样是穿过大气层,飞船返回时就像一个熊熊燃烧的火球,剧烈燃烧,为什么发射升空时却不会燃烧呢?

我们先来解释一下,飞船返回时因何而燃烧。当飞船从运行轨道上刚刚进入大气层时,速度非常高,达到了7.9公里/秒。

在这种高速下,飞船外壳会与大气层产生剧烈摩擦。随着飞船高度的降低,空气密度越来越大,摩擦就会更加剧烈。

摩擦生热,当飞船进入距离地面80到40公里的稠密大气层时,飞船外壳的温度能达到上千摄氏度,这时整个飞船看起来就像一个熊熊燃烧的火球,从天而降。

而当飞船发射升空时,虽然也会与大气层产生摩擦,但是具体情况却大不相同。首先是速度不同,由于地球引力的束缚,飞船发射时是缓缓上升的,速度一点一点的加快,这样即使与空气产生摩擦,也不会燃烧起来。

其次就是大气层的问题。飞船返回时空气自上而下越来越稠密,所以摩擦也越来越剧烈。而飞船发射时正好相反,越往上空气越稀薄,所以产生的摩擦力并不足以使飞船燃烧。

此外,飞船返回和发射时进入大气层的方式也不一样。飞船返回时,为了把速度降下来,通常采取“打水漂”的方式,尽可能地增大飞船与前方空气的接触面积,以便增加阻力,这样摩擦力就会很大。

而在飞船发射时,为了尽快飞出大气层,一般采用垂直发射的方式,这样飞船与前方空气的接触面积最小,所以摩擦力也最小。

最后,在飞船发射时,还有整流罩的保护。整流罩由复合材料构成,耐高温性极强。它是飞船的一个保护罩,能够确保飞船不会因空气摩擦而燃烧起来。

总之,飞船在返回和发射时面临的情况截然不同,由于受到多种因素的影响,飞船在发射升空时并不会燃烧。

从技术难度上来讲,飞船发射时相对容易,而返回时最考验技术功底。所以,当今世界,能将飞船送上天的国家并不鲜见,但是能保证航天员安全返回的,仍只有三个国家。

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