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當宇宙飛船返回地球時，為什麼要不惜燃燒代價，高速穿過大氣層？

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2024年8月09日 -
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作者:新鮮旅行事呀
“請等待4分鐘!”
這是宇航員在返回地球的途中，穿越黑障區的時候突然失聯的信號，很快這條信息就被傳到了地面的指揮中心，工作人員們在等待了4分鐘之後，終於收到了宇航員返回艙的信號。 
但是短暫的4分鐘之內，車外的宇航員已經被燒的通紅，面臨著失聯的危險，那麼宇航員返回地球的時候為什麼要不惜一切代價，花費更長的時間穿越大氣層黑障區，這其中又存在著什麼樣的危險?
一、黑障區。 
宇航員在完成了太空任務之後，就需要返回地球，但是在宇宙空間中待了很久的時候，宇航員的身體已經習慣了失重的狀態，因此在返回地球的時候，往往會出現一些身體不適的現象，這就需要宇航員進行一段時間的適應性訓練。 
但是在宇宙飛船返回地球的時候，最危險的時刻就是穿越大氣層的黑障區，這個時候的黑障區是地球大氣層中的最稠密的一層，同時也是溫度最高的一層，宇航員的聯絡會在這一時刻中斷，因此也是最危險的一刻。 
太空空間中雖然是真空狀態，但是也並不是像宇航員們所說的“沒氣”，其實宇宙空間中還是有少量的氣體存在的，只是這些氣體的濃度非常的稀薄，因此才被稱之為“真空”，但是在宇宙空間中，由於沒有空氣的阻力，飛船便可以以很高的速度飛行。 
但是一旦穿越大氣層的時候，飛船所受到的空氣阻力就會非常大，同時飛船也會受到非常大的空氣摩擦力，因此會漸漸的減速，最終開始自由落體下墜，在這個過程中，飛船的外殼就會受到極大的沖擊，因此也需要將宇航員的體驗重力適應以及減輕沖擊力的值得一提的是，黑障區的位置不是固定的，主要取決於宇宙飛船在太空中的飛行軌跡，比如我國的神舟飛船在飛行的過程中，大概是要經過8天的時間才能再次返回地球。 
而在這8天的時間中，神舟飛船已經飛行了很長的一段距離，因此它所經過的大氣層的黑障區的位置就會隨著飛行距離的增加而逐漸向地球表面移動。 
因此在宇航員返回地球的途中，還需要不斷的調整推進火箭的火力，使其在穿越大氣層的過程中，能夠適應大氣厚度逐漸變小的情況，這樣就能夠逐漸的降低飛船的速度，使其夠以較小的速度再次返回地球。 
二、危險。 
因此返回艙穿越黑障區的危險主要有兩點，一是溫度的危險，二就是失聯的危險，那麼宇航員能夠穿越黑障區的危險嗎?
1、高溫的危險。 
大氣層的黑障區大概位於海拔70公裏的位置，此時大氣層的溫度大概在2000℃左右，而飛船再次返回地球的時候，通常是以11公裏/秒的速度直接沖破大氣層的黑障區，因此也就不難理解，飛船在穿越黑障區的時候，溫度會在極短的時間內上升到非常高的數值。 
因此當飛船穿過黑障區的時候，飛船的外殼以及外面的宇航員都會變得通紅，甚至還會出現熔化的現象，但是如果說只是這樣的話，那宇航員們就還是能夠安然無恙的，因為神舟飛船的外殼可以承受1000℃的高溫，因此在穿越黑障區的時候，就不會對宇航員們造成危險。 
但是在穿越黑障區的過程中，飛船的外殼可能會被空氣摩擦力磨損的非常厲害，因此也會出現劃破外殼的現象，因此這些劃破的部分就會受到高溫的影響，因此也就會溶解掉，而飛船的外殼也會因此逐漸的變薄，這樣就會對宇航員造成一定的危險，因此宇航員們在返回地球的時候，就需要將飛船的火力調小，使其速度下降，並在飛船外殼被燒的通紅的時候，再次升空，通過飛船的動力，將火力燒盡，讓飛船以自由落體的方式返回地球，這樣一來，宇航員就能夠逃過一劫。 
但是對於飛船外殼被燒的通紅，無法克服的問題，也可以通過提高飛船外殼的材料質量來解決，比如說目前我國的神六飛船，它的外殼就是采用碳效化合物陶瓷纖維制成的，這種外材不僅比較輕薄，而且還有很好的隔熱性能，因此可以很好的保護飛船的外殼，防止宇航員受到危險。 
2、失聯的危險。 
在飛船穿越黑障區的時候，地面的指揮中心就會失去與宇航員的聯系，因此也就無法得知宇航員們是否有危險，這一段時間中，宇航員們若是出現了什麼問題，也無法及時的得到救援，因此這就極大的增加了宇航員失聯的風險。 
三、為什麼要不惜燃燒代價高速穿越大氣層。 
既然飛船在返回地球的時候，會有這麼多的危險，那為什麼不在飛船再次返回地球的時候，做一些調整，使其能夠更加的安全呢?
其實這麼做的話並不難，對於飛船來說，只需要在穿越大氣層之前，提前將飛船的火力關小，那麼飛船就會以更慢的速度飛行，這樣一來，就能夠很好的避免飛船在穿越黑障區的時候，被燒的通紅，也就能夠避免宇航員失聯的危險。 
但是這樣一來，飛船的速度就會減小，因此也就會增加飛船再次返回地球的時間，這樣一來，就會增加飛船再次返回地球的成本，因此飛船就需要多進行幾次發射升空的任務，而且這樣一來，就會增加飛船的燃料消耗量，因此會增加飛船的重量，這就會進一步的增加飛船的成本，因此飛船再次返回地球的時間就會進一步增加，也會使宇航員在太空中停留的時間更長。 
其實飛船再次返回地球的時候，不做調整，直接以自由落體的方式返回地球，是最為便宜的，因此宇航員只需多進行一些訓練，就能夠很好的適應這種方式，因此也就不需要增加太多的花費。 
四、返回艙的設計。 
為了保證宇航員們在返回地球的過程中，不受到黑障區的危險，我國的神舟飛船在設計的時候，就對這種情況進行了考慮，它的返回艙采用了“水陸兩用”的設計，這樣一來，當飛船再次返回地球的時候，可以在水面上著陸，從而最大限度的減少飛船的下降速度，但是在水上著陸的時候，宇航員的下降速度也會比較快，因此飛船還需要在下降的時候，打開降落傘，從而可以減少宇航員的下降速度，這樣一來，飛船就能夠保證宇航員的生命安全。 
但是在飛船落地面之後，宇航員若是受傷了，地面的工作人員就無法及時的發現，因此在飛船再次返回地球的時候，還會發射一枚信號彈，這樣一來，飛船再次返回地球的時候，地面的工作人員就可以根據信號彈的聲音，來找到飛船的落點，從而救援宇航員們。

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作者:新鮮旅行事呀

“請等待4分鐘!”

這是宇航員在返回地球的途中，穿越黑障區的時候突然失聯的信號，很快這條信息就被傳到了地面的指揮中心，工作人員們在等待了4分鐘之後，終於收到了宇航員返回艙的信號。

但是短暫的4分鐘之內，車外的宇航員已經被燒的通紅，面臨著失聯的危險，那麼宇航員返回地球的時候為什麼要不惜一切代價，花費更長的時間穿越大氣層黑障區，這其中又存在著什麼樣的危險?

一、黑障區。

宇航員在完成了太空任務之後，就需要返回地球，但是在宇宙空間中待了很久的時候，宇航員的身體已經習慣了失重的狀態，因此在返回地球的時候，往往會出現一些身體不適的現象，這就需要宇航員進行一段時間的適應性訓練。

但是在宇宙飛船返回地球的時候，最危險的時刻就是穿越大氣層的黑障區，這個時候的黑障區是地球大氣層中的最稠密的一層，同時也是溫度最高的一層，宇航員的聯絡會在這一時刻中斷，因此也是最危險的一刻。

太空空間中雖然是真空狀態，但是也並不是像宇航員們所說的“沒氣”，其實宇宙空間中還是有少量的氣體存在的，只是這些氣體的濃度非常的稀薄，因此才被稱之為“真空”，但是在宇宙空間中，由於沒有空氣的阻力，飛船便可以以很高的速度飛行。

但是一旦穿越大氣層的時候，飛船所受到的空氣阻力就會非常大，同時飛船也會受到非常大的空氣摩擦力，因此會漸漸的減速，最終開始自由落體下墜，在這個過程中，飛船的外殼就會受到極大的沖擊，因此也需要將宇航員的體驗重力適應以及減輕沖擊力的值得一提的是，黑障區的位置不是固定的，主要取決於宇宙飛船在太空中的飛行軌跡，比如我國的神舟飛船在飛行的過程中，大概是要經過8天的時間才能再次返回地球。

而在這8天的時間中，神舟飛船已經飛行了很長的一段距離，因此它所經過的大氣層的黑障區的位置就會隨著飛行距離的增加而逐漸向地球表面移動。

因此在宇航員返回地球的途中，還需要不斷的調整推進火箭的火力，使其在穿越大氣層的過程中，能夠適應大氣厚度逐漸變小的情況，這樣就能夠逐漸的降低飛船的速度，使其夠以較小的速度再次返回地球。

二、危險。

因此返回艙穿越黑障區的危險主要有兩點，一是溫度的危險，二就是失聯的危險，那麼宇航員能夠穿越黑障區的危險嗎?

1、高溫的危險。

大氣層的黑障區大概位於海拔70公裏的位置，此時大氣層的溫度大概在2000℃左右，而飛船再次返回地球的時候，通常是以11公裏/秒的速度直接沖破大氣層的黑障區，因此也就不難理解，飛船在穿越黑障區的時候，溫度會在極短的時間內上升到非常高的數值。

因此當飛船穿過黑障區的時候，飛船的外殼以及外面的宇航員都會變得通紅，甚至還會出現熔化的現象，但是如果說只是這樣的話，那宇航員們就還是能夠安然無恙的，因為神舟飛船的外殼可以承受1000℃的高溫，因此在穿越黑障區的時候，就不會對宇航員們造成危險。

但是在穿越黑障區的過程中，飛船的外殼可能會被空氣摩擦力磨損的非常厲害，因此也會出現劃破外殼的現象，因此這些劃破的部分就會受到高溫的影響，因此也就會溶解掉，而飛船的外殼也會因此逐漸的變薄，這樣就會對宇航員造成一定的危險，因此宇航員們在返回地球的時候，就需要將飛船的火力調小，使其速度下降，並在飛船外殼被燒的通紅的時候，再次升空，通過飛船的動力，將火力燒盡，讓飛船以自由落體的方式返回地球，這樣一來，宇航員就能夠逃過一劫。

但是對於飛船外殼被燒的通紅，無法克服的問題，也可以通過提高飛船外殼的材料質量來解決，比如說目前我國的神六飛船，它的外殼就是采用碳效化合物陶瓷纖維制成的，這種外材不僅比較輕薄，而且還有很好的隔熱性能，因此可以很好的保護飛船的外殼，防止宇航員受到危險。

2、失聯的危險。

在飛船穿越黑障區的時候，地面的指揮中心就會失去與宇航員的聯系，因此也就無法得知宇航員們是否有危險，這一段時間中，宇航員們若是出現了什麼問題，也無法及時的得到救援，因此這就極大的增加了宇航員失聯的風險。

三、為什麼要不惜燃燒代價高速穿越大氣層。

既然飛船在返回地球的時候，會有這麼多的危險，那為什麼不在飛船再次返回地球的時候，做一些調整，使其能夠更加的安全呢?

其實這麼做的話並不難，對於飛船來說，只需要在穿越大氣層之前，提前將飛船的火力關小，那麼飛船就會以更慢的速度飛行，這樣一來，就能夠很好的避免飛船在穿越黑障區的時候，被燒的通紅，也就能夠避免宇航員失聯的危險。

但是這樣一來，飛船的速度就會減小，因此也就會增加飛船再次返回地球的時間，這樣一來，就會增加飛船再次返回地球的成本，因此飛船就需要多進行幾次發射升空的任務，而且這樣一來，就會增加飛船的燃料消耗量，因此會增加飛船的重量，這就會進一步的增加飛船的成本，因此飛船再次返回地球的時間就會進一步增加，也會使宇航員在太空中停留的時間更長。

其實飛船再次返回地球的時候，不做調整，直接以自由落體的方式返回地球，是最為便宜的，因此宇航員只需多進行一些訓練，就能夠很好的適應這種方式，因此也就不需要增加太多的花費。

四、返回艙的設計。

為了保證宇航員們在返回地球的過程中，不受到黑障區的危險，我國的神舟飛船在設計的時候，就對這種情況進行了考慮，它的返回艙采用了“水陸兩用”的設計，這樣一來，當飛船再次返回地球的時候，可以在水面上著陸，從而最大限度的減少飛船的下降速度，但是在水上著陸的時候，宇航員的下降速度也會比較快，因此飛船還需要在下降的時候，打開降落傘，從而可以減少宇航員的下降速度，這樣一來，飛船就能夠保證宇航員的生命安全。

但是在飛船落地面之後，宇航員若是受傷了，地面的工作人員就無法及時的發現，因此在飛船再次返回地球的時候，還會發射一枚信號彈，這樣一來，飛船再次返回地球的時候，地面的工作人員就可以根據信號彈的聲音，來找到飛船的落點，從而救援宇航員們。