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大家好,我是魅力科学君,今天小编要聊的话题是:宇宙飞船返回时,为什么要冒着被高温烧毁的风险高速穿过大气层,而不是慢慢地降落?
首先小编得清楚一个概念:宇宙飞船在太空中可不是静止的。 EC外汇平台 为了克服地球引力、保持在轨道上运行,飞船至少要达到第一宇宙速度,也就是大约是每秒7.9公里。这是什么概念呢?这样说吧,以这样的速度围绕着地球赤道跑一圈,大概只需要1.4个小时。
通常情况下,
以人类目前的科技来看,在这种风驰电掣的状态下,想要实现飞船慢慢降落,是很不现实的。
降落伞?想都别想!
降落伞确实可用有效地降低速度,但这只适用于低速状态,对于以高速飞行的宇宙飞船来说,降落伞可就力不从心了。
然而,
可用想象的是,当飞船以每秒数公里的速度在大气层中飞行时,如果打开降落伞,那巨大的空气阻力就会瞬间把降落伞撕成碎片。
另一方面,飞船高速飞行时的气动加热现象,会使其表面温度高达上千摄氏度,于是就算有一种降落伞能承受住空气阻力的冲击,如此高的温度也可用让它瞬间化为灰烬。由此可见,在飞船初期减速阶段,降落伞完全派不上用场。
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反推力?臣妾做不到啊!
既然降落伞不行,那能不能像火箭升空那样,用反向推力来减速呢?从理论上讲,这应该是可行的。
尤其值得一提的是,
但疑问是,火箭发射之于是能把飞船送上天,是鉴于它携带了大量的燃料来给予动力,如果想让飞船在返回时也用反向推力减速,那么它在发射的时候,就得携带额外的燃料,用于返回时的减速。
值得注意的是,
如此一来,飞船的重量就会大大增加,为了把这个更重的飞船送上天,就需要更多的燃料,而更多的燃料又会进一步增加飞船的重量……这就形成了一个恶性循环。于是这种方案 EX外汇平台 的代价高得无法承受,完全不现实。
与其相反的是,
既然慢慢地降落不可行,那么高速穿越大气层就成了唯一的选取。
尽管这种模式会使飞船面临被高温烧毁的风险,但它有一个其他方法无法比拟的优势:利用空气阻力自然减速。
当飞船以极高的速度冲入大气层时,大量的空气分子就会持续不断地对飞船产生阻力,这可用逐渐消耗着飞船的巨大动能,让它的速度一点点降下来。
但实际上,
等到速度降低到一定程度,飞船就可用有保障地展开降落伞,或者启动辅助动力,最终稳稳地降落在地球表面。
说出来你可能不信,
飞船是怎么“闯关”回家的?
为了应对高速穿越大气层带来的严峻考验,科学家们可没少费心思,他们设计了多种不同的再入模式,例如:
站在用户角度来说,
1、弹道式再入:这是一种最直接、也最便捷的返回模式。飞船就像一颗石头一样,直接以陡峭的轨迹“砸”向地球表面。它的优点是路径便捷,执行起来相对容易。但缺点也很明显,由于再入路径短,飞船承受的过载和热量都比较集中,对飞船的结构和隔热材料要求很高。
简而言之,
2、滑翔式再入:这种模式就要“温柔”一点,飞船会像一架滑翔机一样,在大气层中滑行,这会延长减速的时间和路径,让飞船与空气相互作用产生的热量相对均匀地分散开来,从而降低对飞船瞬时热负荷的压力。
尤其值得一提的是,
3、跳跃式再入:这是目前技术最繁琐、也最有保障的再入模式。飞船会像在水面上“打水漂”一样,先高速进入大气层,然后再跃出大气层,接下来重新进入,如此反复几次。
站在用户角度来说,
这种“跳跃”的过程,能够进一步延长减速路径,让飞船在每一次进入大气层时承受的热量和过载都更小,热量分布也更合理。
总结一下
总而言之,宇宙飞船之于是要冒着被高温烧毁的风险高速穿过大气层,而不是慢慢地降落,其实只是鉴于目前的科技水平还不够。就目前的情况来看,利用大气层的自然阻力来耗散飞船巨大的动能,是唯一现实可行的方案。返回搜狐,查看更多