凌晨一点,东风着陆场,神舟十八号返回舱在夜空中划过,带着闪亮的尾焰,最后稳稳地落在了戈壁滩上,随后在工作人员的帮助下,三位航天员顺利出舱。
电视机前的观众们或许只看到了这激动人心的最后画面,却难以体会这看似顺利的回家之路背后,究竟隐藏着多少不为人知的惊心动魄。
尤其是在返回过程中,经历的那片“黑障区”,让人看得大气不敢喘。
一、返回舱被灼烧得乌黑
10月30日,随着神舟十九号成功发射,神舟十八号也到了返航的日子,载人飞船上的三名航天员叶光富、李聪以及李广苏顺利完成了为期192天的飞行之旅。
通过了五天的时间,两个乘组任务交接后,神十八脱离空间站组合体独自绕地球飞行约五圈成功返回陆地,整个过程可以说是一路畅通,但同时也十分惊险。
要知道神十八是凌晨返回地球,条件并不比白天,难度系数很大,也正是如此,搜救回收团队提前做足了功课,为确保飞船上的英雄可以成功着陆,他们第一时间抵达着陆点。
东风着陆场,本就是个人烟稀少之地,这个季节的晚上温度可谓是极低,在那个伸手不见五指的环境里,对于即将落地的神舟十八航天员们是非常大的挑战。
相信很多人也都在一直关注着神舟十八号的返程信息,同时也肯定观看了返程的视频直播,这个过程看的只让人揪心,尤其是到了那片“黑障区”,大家都想知道经历了什么。
最好奇的还是,神舟十八号返回舱的外表为何被灼烧的“黑不溜秋”的,如果是黑障区的原因,为何发射时却不曾有焦黑?
二、黑障区有多可怕?
11月4日,神舟十八号成功着陆,航天员乘组也在纷纷乘坐飞机平安抵达北京,这伟大胜利的一幕,不仅仅是一场与地球引力的角逐,更是一场与“黑障区”的生死搏斗。
或许很多人对“黑障区”这个词的第一印象,大概率会将其与大气层的某个固定区域联系起来,但事实上,这完全是一种误解。
“黑障区”并非大气层的构成,而是特定条件下的电磁波屏蔽现象,它会阻断舱内与外界的联系,若要想了解其中的成因,就必须明白返回舱返回时的物理机制。
与发射时完全不同,火箭发射速度是慢慢加速,而返回时却截然相反,自飞船进入大气层时速度就变得非常之快,几乎达到了每秒7.9公里。
也正是速度太快,返回舱在经过大气层时与周围分子产生剧烈摩擦,从而产生大量热量,致使外部温度迅速增高,一度达到了几千摄氏度。
要知道这个温度达到了很多已知金属的熔点,好在我国打造的飞船是使用特殊的隔热防热材料,这才使得我们的太空英雄得以安全着陆。
当然,这并不是最可怕的,高温只是黑障区产生的必要条件,换句话说,黑障区其实源自高温产生的等离子体,在巨大高温下,返回舱表面的防热材料被空气分子电离,形成了一层包裹着返回舱的等离子体层。
这层等离子体就犹如一个诺大的电磁波屏障,阻挡了返回舱和外界的无线电联系,从外部视角来看,返回舱仿佛突然消失在茫茫夜空中,失去了踪迹。
而对于舱内的航天员来说,他们也如同被切断了与世界的联系,独自面对未知的挑战,这种“失联”状态,正是“黑障区”最让人胆寒之处。
可怕的是,黑障区的挑战,不仅仅只有高温,虽然返回舱外部的烧蚀材料和隔热材料能够有效地保护舱内温度保持在30℃左右,但2000℃的高温对飞船结构的考验依然不容忽视。
哪怕是一点点破损,也可能引发严重的后果,而我们要了解的是,返回舱在黑障区内的“失联”时间足足有五分钟,这也意味着,这5分钟里,航天员和地面控制中心失去了联系。
在这段时间里,任何突发状况都只能依靠航天员自己判断和处理,地面无法提供任何指导和帮助,这对航天员的心理和应对紧急情况的能力是个很大的挑战。
可以见得,神十八返回舱表面那层明显的焦黑痕迹,并非简单的“烧黑”,而是经历了黑障区“洗礼”的证明,也是防热材料发挥作用的证据。
这层焦黑,无声地诉说着返回舱在稠密大气中与高温、与“失联”搏斗的惊险历程,每次成功穿过黑障区,都证明了中国航天技术的实力,也展现了航天员的勇气和坚持。
三、未来有机会突破黑障区?
黑障区就像一道隐形的墙,影响了我们和太空的实时联系,虽然目前的技术手段,例如相控阵雷达,可以对黑障区内的返回舱进行外部监控,掌握其大致位置和飞行状态。
但却无法穿透等离子体层,与舱内宇航员建立直接联系,在5分钟的黑障期间,地面控制中心完全不知道返回舱内的情况,只能干等着。
这种信息断绝的状态,在近地轨道飞行任务中或许尚可接受,但对于未来更远距离的深空探测任务而言,则是不可逾越的障碍。
试想,如果有朝一日我们的宇航员需要完成火星探索任务,而在返回地球的途中遭遇黑障,长达数十分钟甚至数小时的通信中断,将会带来多么巨大的风险。
为此,突破黑障区的限制,寻找能够穿透等离子体的新型通信方式,是未来深空探索的当务之急,值得一提的是,科学家们如今开始关注中微子通信技术了。
中微子作为一种基本粒子,可轻易穿透物质,与诸物几无互动,理论而言,其信号能顺利穿过黑障区的等离子体层,达成与返回舱的实时通信。
更令人振奋的是,中微子通信几乎没有延迟,即使在星际距离上,也能实现近乎实时的信息传输,掌握这种技术,不仅仅意味着突破黑障区的限制,更意味着开启了星际通信的大门。
到那时,人类将能够与远在太阳系外的探测器保持实时联系,获取更丰富的宇宙信息,拓展人类对宇宙的认知边界。
要注意的是,中微子通信技术现在还在研究初期,要真正用上还有很长一段路要走,如何高效地产生和探测中微子信号,如何将中微子信号转化为可用的信息,都是亟待解决的难题。
但可以预见的是,现如今科技正在不断进步,之后中微子通信技术终将成熟,并在未来的深空探索中发挥关键作用。
笔者认为
神舟十八号载人飞船成功返回,是中国航天发展中的又一个重大成就,这代表中国的载人航天技术越来越成熟,也为未来空间站任务的顺利进行打下了坚实的基础。
三名宇航员在太空足足待了192天,完成了大量的科学实验和技术验证,为中国空间站的长期运营积累了宝贵经验。
从“一人一天”到“三人半年”,从短期探索到长期驻留,中国航天员在太空中的活动范围和任务复杂度不断提升。
从近地轨道的空间站建设,到月球探测的“嫦娥”工程,再到火星探测的“天问”计划,中国航天正一步步走向更深更远的宇宙。
神舟十八号的成功只是个开始,未来,中国航天将继续加大科技创新力度,攻克一系列关键技术难题,例如充气式防热罩、中微子通信等,为人类探索宇宙做出更大的贡献。
中国仍将积极与各国协作,共享航天科技成果,携手推进全球航天事业发展,我们坚信,不久的将来,中国航天会斩获更多卓越成就,为人类探索宇宙奉献更多才智与力量。
参考资料:
中国日报网2024-11-04 08:50神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆
澎湃新闻 2023-06-14 17:05神舟十五返航!飞船返回时会烧毁,发射时为什么不会?
广州日报2024-11-04 09:27神舟十八号航天员平安抵京
百度百科——中微子通信
中华人民共和国中央人民政府2024-10-30 07:36神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功