惊心动魄!神舟十八号返回过程中遭遇的黑障区,到底有多可怕?

文摘   科学   2024-11-07 20:48   山东  

11月4日凌晨1点24分,神舟十八号返回舱顺利返回地球,在东风着陆场着陆。

返回舱成功返回

跟大川一起守在电视机前,看完电视直播的朋友,相信有很多人都觉得,这次返回的过程虽然是在凌晨进行的,无论是可见光的条件,还是天气条件,都没有之前的返回舱返回任务好。

但整个返回过程,却还是非常顺利的。

因此,大家也都觉得,这个返回过程没有想象中困难。

神舟十八号返回过程

但当你真弄清楚神舟十八号,在返回过程中,遭遇到的危险和挑战,你可能就不这么想了。

尤其是返回过程中,需要经历的黑障区,更是惊心动魄,让人忍不住把心都揪起来!

返回舱离开黑障区

那么,神舟十八号返回过程中遭遇的黑障区,到底有多可怕?我国航天科技工作者们,又是如何克服这个难题的呢?

什么是黑障区?

虽然大川曾多次做过与黑障区相关的科普内容,但是到现在,仍有很多朋友,根本不了解黑障区到底是什么。

在这里,大川还是有必要,先带大家再了解下,什么是黑障区

单纯从黑障区这个名词看,很多人都会自然而然地认为,黑障区是大气层的一个组成部分,但事实上,黑障区并不是大气层的组成部分,从严格意义上来说,黑障区应该属于一种特殊的物理现象……

黑障区是一种特殊物理现象

这种物理现象的形成条件也同样特殊,只有飞行器以极高的速度,进入大气层内气体分子相对稠密的部分,才会形成“黑障”,进入黑障区。

通常情况下,超音速飞机、超音速导弹,以及航天器等,只要具备了刚才大川提到的条件,都是能进入黑障区的。

这里,大川主要拿航天器的返回舱来举例。

返回舱

返回舱返回地球的过程中,要想重新被地球的引力俘获,冲破大气层返回地面,速度必须是要足够快的。

当返回舱以极高的速度进入大气层后,在气体分子稠密的部分区域内,返回舱表面就会与这些稠密的气体分子产生强烈摩擦,在这种强烈的摩擦之下,返回舱外层就会产生大量的热量。

基于此,返回舱的表面温度,一度能达到惊人的2000摄氏度左右,在这样的高温下,返回舱外层附近的气体分子,会发生电离变成电离质此时此刻,整个返回舱外层就被这样的电离质“包裹”起来。

这层电离质又具有削弱电磁波的作用,这样一来,返回舱内与外界进行联系的电磁信号,就无法穿过电离质,返回舱收不到外界的信号,外界也同样联系不到返回舱,整个返回舱此时就像“被蒙上了眼”一样,因此,这种现象也就被称作了黑障区……

黑障区

至于超音速飞机、超音速导弹,以及其它航天器等所遭遇的黑障区,原理也是一模一样的。

神舟十八号遭遇黑障区有多可怕?

神舟十八号返回舱返回过程中,也一样遭遇了黑障区,整个过程可谓是惊心动魄

大川在前面提到了,返回舱返回过程中之所以会遭遇黑障区,根本原因就在于,返回舱与大气内的气体分子摩擦,会产生2000摄氏度左右的极高温度。

这样的温度,不仅会造成黑障区,对返回舱的威胁也是不容小觑的。

你能想象到的,我们生活中常见的各种金属材料,几乎都能在这样的温度下被烧熔,因此,返回舱要想携带着3名航天员安全返回地面,也就必须得充分考虑如何隔热,才不至于让航天员在舱内中暑,甚至被蒸熟……

返回舱外层被烧糊

除此之外,返回舱在返回过程中,进入黑障区的时间长达5分钟左右,这个期间,舱内与外界的信号是几乎完全切断的。

在这个过程中,但凡舱内发生一丁点儿意外状况,都是非常危险的,因为他们根本联系不到地面,无法获取地面的指导建议。

基于此,每当有返回舱返回进入黑障区,大川的心总会悬起来,只等到直播里看到他们成功冲过黑障区,向地面发送了平安信号后,大川悬着的心才会放下。

神舟十八号成功着陆

神舟十八号如此,此前的神舟十七号、神舟十六号……也都是如此。

写在最后

值得一提的是,尽管我们现在有能力,通过相控阵雷达技术,从外部监控经历黑障区的返回舱。

但是要想做到完全克服黑障区,与处在黑障区的返回舱取得联系,以我们目前的科技水平,却还是根本无法做到的。

相控阵雷达技术

除非我们有能力研发出,电磁波信号之外的,穿透性更强的信号传输方式,就比如中微子信号

假如我们能掌握中微子信号传输技术,别说是突破黑障区了,就算你远在太阳系外,这里也能与你几乎没有信号延迟地取得联系。

就是这么夸张……


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