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神舟二十号发射成功!为什么没有遭遇黑障区?黑障区到底多恐怖?

 科普观 2025-04-24 发布于山东

神舟二十号搭载陈冬、陈中瑞、王杰三名宇航员发射。

陈冬(中)、陈中瑞(右)、王杰(左)

他们三人将继续接棒神舟十九号三名宇航员的任务,进行为期半年的空间站驻留任务

等两组宇航员的交接任务完成后,神舟十九号的三名宇航员,也将返回地球了

神舟十九号的三名宇航员

值得一提的是,不知道大家有没有注意到这样一个问题。

那就是返回舱返回地球的时候,总会遭遇恐怖的黑障区,但为什么火箭发射的时候,却不会遭遇黑障区呢?

黑障区有多可怕?

这里大川有必要先带大家了解下,黑障区到底有多可怕。

经历黑障区返回地球的返回舱,大家可以清楚看到,返回舱的表面总会有大片被烧焦,烧成黑色的痕迹。

这其实就是黑障区最可怕的地方。

返回舱进入黑障区后,返回舱表面与黑障区内稠密大气层里的气体分子进行强烈摩擦,这个过程会产生极高的温度,这个温度甚至能超过2000℃

要知道的是,我们常见的几乎所有金属,熔点都是在2000℃以下的,暴露在这样的温度下,轻轻松松就会被烧熔。

常见的金属熔点

基于此,返回舱在黑障区中,也就相当于变成了一枚温度极高的火球。

稍有不慎,一旦外层保温材料发生破损,或是出现其它意外情况,那舱内的宇航员便很难活下来,甚至有可能直接被高温当场火化烧成灰烬。

就是这么恐怖……

除此之外,黑障区还有一个可怕之处在于,返回舱一旦进入,就会与外界失联,无法再通过电磁波信号进行联系。

这是因为返回舱在黑障区内表面温度太高,附近的空气粒子和其表面的烧蚀材料,在这样的高温下会发生电离,形成一层致密的电离层将整个返回舱紧紧包裹,直到离开黑障区,表面温度降下来,这层电离层才会逐渐消失。

这层电离层的存在,恰好能削弱甚至阻挡电磁波的传播,这样一来,返回舱内部的电磁波信号无法穿透电离层传到地面,地面的电磁波信号也无法传给返回舱内部,此时,返回舱也就失去了与地面的联系。

返回舱与地面失去联系后,就算发生意外情况,我们也只能通过雷达默默看着,祈祷舱内的宇航员自己化险为夷,而无法作出应急指挥,协助其脱险。

这是非常可怕,同时也是非常无奈的事情……

为什么火箭发射不会遭遇黑障区?

既然黑障区这么可怕,那为什么只有返回舱返回时,才会遭遇黑障区,而火箭发射的时候,为什么却不会遭遇黑障区呢?

如果黑障区是大气层的组成部分,那火箭发射肯定也是会遭遇黑障区的,但现实情况却并非如此,黑障区并非大气层的组成部分,严格意义上来说,黑障区其实是一种特殊的物理现象……

大川刚才已经提到了,返回舱进入黑障区后,会因为高温导致附近出现一层电离层,这层电离层出现后返回舱便会与地面失联。

这其实就是黑障区的由来,同时也是黑障区名字的由来,此时的返回舱与外界失联,就像被黑暗笼罩,独自在黑暗中行驶的小船一样。

而究其根本,导致黑障区这种物理现象出现的原因,则是因为返回舱进入大气层的速度太快速度太快才导致与稠密大气层内空气分子的摩擦力过大,才继而导致了黑障区的出现。

但是火箭发射的时候,速度却是逐渐加速推进的,这也就使得火箭进入稠密大气层时,速度不够快,不足以产生跟返回舱一样强烈的摩擦,这样一来也就不会遭遇黑障区了。

神舟二十号发射的挑战

尽管神舟二十号的发射过程中,不用担心遭遇恐怖的黑障区,但是整个发射过程却也同样惊心动魄

学过中学物理的朋友应该都知道,一个物体要想摆脱地球的地心引力,冲出大气层进入宇宙环境,就必须要克服第一宇宙速度

第一宇宙速度约为7.9km/s

因此,神舟二十号发射,要想顺利进入太空,就必须要加速到7.9km/s,甚至是超过这个速度。

而要加速到这个速度,所用的时间又非常短暂,这就要求火箭自身必须要受到强大的推力,以产生足够的加速度。

这样一来,反馈到舱内宇航员的身上,则是需要承受强大的压力负载,这个压力负载通常能达到4个G左右这差不多相当于被4个跟自己一样重的人紧紧压在身下,并且在这样的压力负载下,他们差不多要硬挺个七八分钟的时间。

换做是普通人的话,可能早就被压得喘不动气了。

好在三名宇航员都经过了严格的训练,并且在训练过程中,他们接受训练的压力负载最高能到8个G,这就保证了,即使在火箭发射过程中,遭遇到了意外,在紧急情况下,他们也依然能扛住强大的压力负载存活下来。

除了强大的压力负载,共振也同样非常可怕。

作为我国第一位进入太空的宇航员,杨利伟曾在《太空一日》里回忆说,自己在火箭上升的过程中,就遭遇到了可怕的共振,震动叠加着6G左右的压力负载,并且还以曲线形式变化,这直接让他感受到了,五脏六腑都要被震碎的感觉。

好在共振只持续了26秒,他才得以解脱。

对于解脱的感受,原文里他是这样说的:

“但在痛苦的极点,就在刚才短短一刹那,我真的以为自己要牺牲了。”

写在最后

我们看在眼里,觉得我国自载人航天任务开始以来,从未出现过意外事故,很多人便理所当然地认为载人航天并没有那么困难。

但大川要说的是,我们看到的,仅仅是我们看到的。

在这背后,科研团队所做的努力,付出的汗水,我们普通人根本无法想象,正是有了他们的浴血奋战,才有了我国在载人航天领域的傲人战绩。

因此,最后大川觉得,我们有必要为宇航员点赞,更有必要为在背后默默付出的无数科研工作者们点赞……

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