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同是穿梭地球大气层!返回飞船为何存在高温 飞离地球不存在呢?

时间:2021-11-29 17:15:06

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同是穿梭地球大气层!返回飞船为何存在高温 飞离地球不存在呢?

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同是穿梭地球大气!返回飞船为何存在高温,飞离地球没有呢?

如今随着科技不断发展,我们对于地球之外的世界越来越向往,而现阶段想要脱离地球,全部都是依靠航天火箭之力向太空传输,然而不管是载人航天或者是货运飞船,它们不同于卫星,是一次性用品,一旦进入太空之后,只能永远的停留,为此向载人航天它们在完成任务之后,究竟是怎么能从新返回地球?

要知道从新进入地球大气层,可不像是从地球突破进入太空那么简单,当飞船返回,都要受到地球引力作用,而且地球还被一层浓郁的大气层包裹,飞船在引力作用下急剧下降,但同时又被浓稠的大气层包围,使他下降速度急剧锐减,从总体上来说,飞船进入地球时,速度并不是加速过程,而是整体减速的进入地球,根据牛顿力学解析,地球的第一宇宙速度是每秒7.9公里,而这个速度同时也是飞船在轨道之上,最大的飞行速度

而且飞船在飞行过程中,随着轨道高度不断上升,它的轨道速度也会相对性的减少,一般载人航天轨道都是在距离地球表面400公里高度,而在这个轨道之下,其飞行速度最高约7.7公里,所以如此强悍的速度能量,飞船想要依靠自身减速,基本上没有足够燃料去支持它,为此只能依靠地球大气层起到刹车作用,为此一般飞船在准备返回的时候,都会启动火箭发动机进行制动,让其从原本轨道脱离,随后在地球引力的作用下,进行降落

而一般距离地球表面100公里的位置,就是我们和太空的分割线 ,在往前飞船就能接触到大气层,而这个时候大气层浓度是稀薄的,随着飞船坠入速度加快,距离地球表面越来越近,导致飞船前方空气遭受强烈压缩,而在这个时候,整个飞船和大气层摩擦产生的温度,让飞船外表温度大幅度提升到1000度以上,如果不采取措施,那么这温度对于飞船来说是致命的,为了应对这个温度,就像我国神舟载人飞船当时在飞船外表涂抹一层烧蚀材料,这种材料会在高温下逐渐脱离飞船,从而带走大量热能

而美国宇航局则是采取隔热方式,让整个机身覆盖一种陶瓷隔热层,其它部位安装碳复合材料等,最终组成隔热层,确保飞船能够安全回到地面,但是这种保护层在安全性能上还是有点瑕疵,不知道大家还记不记得的时候,NASA的哥伦比亚号载人航天飞船升空的时候,因为外挂的燃料泡沫层脱离意外击中机翼,在机翼隔热层留下一个破洞,当时升空的时候没有任何异常情况出现,但返回的时候,因为这个破洞导致大量炽热的气体从机翼破洞中涌入

最终结局相信大家已经猜到,这艘航天飞机解体,当时7名宇航员全部遇难,而对于这个情况,还是事后技术人员在排查发现,为此之后航天飞机在进入太空,都会让其“翻身”让太空站检查一下隔热层有无破损以防意外再次出现,而对于火箭为何在升空时没有高温阻碍,返回时却经历,原因就在于火箭离开地球重量大,导致速度并不快,而且想要突破浓郁大气层对其阻力,火箭依靠自己加速获取的速度比较小,所以摩擦产生的热能并不强

但返回地球是引力作用,而且火箭重量减轻,让速度变快非常容易,加上摩擦阻力,从而导致火箭温度即将攀升,这就像陨石一样,如果质量较小在进入地球之后,会在大气层中燃烧殆尽,形成我们所见的流星,对于火箭进出大气层,你有什么看法,可以在下方留言一起讨论!

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