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宇宙飞船返回地球时,为何要加速穿越大气层,而不是减速返回?

发布时间:2023-03-24 08:41:43 所属栏目:动态 来源:
导读:宇宙飞船是人类目前最常用的往返于太空的飞行器,它一般都是由火箭发射升入太空,执行完任务之后再自行变轨返回地球。但是有一个非常奇特的现象,就是在宇宙飞船返回地球的某一段时间,不但不能进行减速,以减少空气
宇宙飞船是人类目前最常用的往返于太空的飞行器,它一般都是由火箭发射升入太空,执行完任务之后再自行变轨返回地球。但是有一个非常奇特的现象,就是在宇宙飞船返回地球的某一段时间,不但不能进行减速,以减少空气摩擦产生高热的风险。

其实对于航天有一些了解的朋友都会明白,宇宙飞船返回地球最困难的莫过于两个方面,一个是变轨,另外一个则是穿越所谓的黑障区。宇宙飞船用火箭发射进入太空的固定轨道,在轨道内执行相关的航天任务或者是与轨道上的空间站进行对接运送货物。这样的设计方式可以保证宇航员在太空中的安全,同时也不会出现任何意外情况。

宇宙飞船若要返回地球,特别是载人宇宙飞船,首先第一步做的就是要实行变轨。所谓轨道变化就是指航天器原先在太空是围绕地球做圆周运动,与地球始终保持一定的距离,不会掉到地球上。而变轨则恰恰相反,它就是要利用发动机推动航天器向地球一侧运动,使其能在地球表面降落。所以变轨是实现宇宙飞船在地球降落的一个非常重要步骤。

众所周知,地球对于周边的物体它都是有引力的,太空中的宇宙飞船,同样也是如此它受到地球引力的影响围绕着地球做圆周运动。若宇宙飞船要返回地球,只要脱离原有的轨道向地球内移动这个时候需要一定的反作用力,一般是发动机提供的反作用力。

一般情况下宇宙飞船返回地球,在达到一定的速度之后,还要使其与地球表面的夹角成为三度,只有这样才能刚好返回地球。倘若夹角太大,则会与地球擦边而过,永远无法再返回地球。倘若夹角太小,宇宙飞船就会像一块石头一样直接砸向地球,根本就没有减速的可能性。因此可以看出返回地球也是需要一定的速度的,所以在与地球达到夹角完美契合之前是不能减速的。

但是若此时想要进行减速,虽然在一定程度上可以减少与大气层的摩擦,使其更加有利于保护宇宙飞船内的人员安全。因为在宇宙飞船返回地球时,其表面温度高达2000度以上,这是一种非常恐怖的热能量。曾经就有美国的航天飞机,因为小小的失误在高空对这2000度的高温所摧毁。

也就是在飞船底部安装一系列的反推火箭,使其飞船在进入大气层,初始阶段便开始点火,为飞船减速。这样的技术在目前来讲是很难实现的,因为大气的最外层空气非常的稀薄。此时使用反向火箭,则很容易将飞船又重新推出地球,使其降落失败甚至危害宇航员的生命。因此在进入降落的过程中的初期减速伞是必不可少的不能过早地使用任何不必要的减速的。


飞船首先会使用较小的引导伞,引导伞的作用并非减速,而是利用空气阻力拉出减速伞,减速伞只能轻微的减减慢飞行的速度,同时它也为主伞的打开创造条件。等到主伞打开的时候,实际上已经距离地表很近了,此时速度大大降低,然后再配合飞船底部的反推火箭,则大部分情况下都可以安全的降落。

(编辑:汽车网)

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