宇宙飞船返回时被烧成火球,那为什么发射的时候没有变成火球?
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宇宙飞船返回时被烧成火球,那为什么发射的时候没有变成火球?
同一艘飞船,同一层大气,为什么升空时一路平稳,返回时却裹着烈焰坠向地面?是返回舱本身更脆弱,还是大气层“只对回来的人不客气”?这个看似矛盾的现象,答案就藏在速度和方向里。 眼下最适合解答这个问题的,正是美国国家航空航天局的阿提米斯2号任务。猎户座太空船已完成绕月飞行,载着太空人返回地球。 按计划,太空舱将在美东时间4月10日晚间降落在加州圣地牙哥附近海域。任务至今看似顺利,但最关键的一关还在后面:重返大气层。 猎户座进入大气层时,时速将达到约3.8万公里,也就是每小时约2.4万英里,隔热盾表面温度将接近5000度。专家指出,过去任何模拟设备都无法完整复制这种极端条件。 换句话说,地面上做得再多的试验,也只能逼近真实情况,最终能否过关,只有真正冲进大气层的那几分钟才能检验。 为什么会热到这种程度?关键就在速度。航天器从太空返回时,起始速度通常在每秒8公里以上。 以这样的速度一头扎进越来越稠密的大气,舱体前方的空气被剧烈压缩、摩擦,热量急剧累积,即使是一般的近地轨道返回,舱体表面温度也可超过1600摄氏度,整艘返回舱因此变成熊熊燃烧的大火球。 这团火球不只是视觉上惊心动魄。高温会在舱体周围形成一层特殊的包裹层,干扰无线电信号,返回舱往往要与地面指挥中心失联3到6分钟。 这几分钟里,地面上的人只能等待,舱内的人则完全依靠隔热盾扛住高温。猎户座从月球附近返回,速度比近地轨道返回更快,承受的考验也就更加严酷。 拿日常交通工具来对比,就更容易理解。火车、飞机时速超过100公里,已经算相当快了,但这样的速度与空气摩擦产生的热量,远远达不到起火的最低条件。 只有当速度提高到每秒数公里的量级,空气才会从“看不见的阻力”变成“灼人的火墙”。所以决定是否变成火球的,不是大气本身,而是穿过它的速度。 这就回到了标题的问题。万事都是相对的:进入太空,需要火箭从静止开始一点点助推加速,在空气最稠密的低空阶段,速度还没有提到极高;返回地面则恰恰相反,飞船带着极高的速度直接冲进大气,必须靠大气层这块“刹车片”把速度降下来。 发射是由慢到快,返回是由快到慢,火球只属于后者。 正因为这块“刹车片”太过凶猛,隔热盾成了生死攸关的部件。2022年执行的阿提米斯1号任务,就曾在穿越大气层时出现隔热盾受损的情况,后续任务因此延迟了一年多。 如今阿提米斯2号要再次面对同样的考验,而且这一次舱内坐着太空人,容错空间比无人测试时小得多。 任务期间也留下了不少动人的瞬间。太空人从月球附近拍下地球缓缓升起的画面;通话中,他们说看到了非洲和大洋洲,正在回望地球,地面则告诉他们,此刻抬头就能看到月亮。 加拿大总理卡尼也专门打电话,与太空中的太空人交流。这些画面让人感受到探索太空的浪漫,也让返航显得更加牵动人心。 阿提米斯2号在美东时间7日晚间开始返航。任务团队表示,过去几天已经排除了相当多的风险,但团队仍会保持专注,绝不会掉以轻心。这种表态并非客套,对于载人航天来说,越是接近终点,越不能放松,前面所有的成功,都要以最后安全落地来兑现。 专家分析认为,即使太空舱状况良好、适合降落,穿越大气层仍是整个任务中最危险的部分。他们强调,这毕竟是一次测试任务,返回速度高达每小时2.4万英里,隔热盾温度接近5000度,风险显而易见。 阿提米斯2号已经创下人类距离地球最远的纪录,但飞得最远,并不等于能平安回家。 外界也关注美国能否在2028年实现登月。专家的回答是:仍然很困难。 即使这次任务顺利完成,太空舱成功穿越大气层、降落在加州外海,太空科学家仍估计,至少还要再花三到四年时间,才能真正登陆月球。在此之前,从发射、绕月到再入大气层,每个环节都不能松懈。 火箭上天靠的是一步步加速,返回地面则要承受急刹车的煎熬。有意思的是,“火箭”和“羽毛”的比喻,眼下也被用在了地面上的油价。 美国和伊朗已宣布暂时停火,但油价能否在短期内回稳,恐怕没有那么快。近几天油价起伏剧烈,布兰特原油期货在停火消息传出后下跌13%,原因是双方决定就为期45天的停火进行磋商。 不过专家认为,这类停火协议的效果相当有限。数据显示,4月9日布兰特原油现货价格仍高达每桶124美元,比期货贵了将近30美元。 专家预估,虽然批发价已经回落,但零售油价按日计算,平均每天也只会下降几美分,消费者在加油站很难立刻感受到停火带来的变化。 更深层的原因在供给端。中东产油商在战前一直维持稳定产量,战事爆发后平均每天减少约1300万桶,市场预估波斯湾产油国需要4个月才能恢复战前水平。 专家形容,油价上涨的速度像火箭,下跌的速度却像羽毛。这也导致美国消费者物价指数预计创下两年来最大涨幅,通胀威胁随之加剧。 中东战事的冲击远不止油价,人道救援的物流也被打乱。迪拜人道救援中心正准备运出57公吨、价值约180万美元的药品,送往加沙,其中包括抗生素、抗凝血药物以及