宇航員返回地球最危險的時候就是穿越黑障區(qū)，又稱黑色障礙區(qū)。

當(dāng)返回艙進入黑障區(qū)后，艙內(nèi)的宇航員會與指揮室失去聯(lián)系，沒人知道這段時間發(fā)生了什么。

與此同時，返回艙外表在高速摩擦中被燒得通紅。

宇航員需要在這樣的危險中堅持4分鐘。

也許我們在地面不會覺得4分鐘漫長，但是對于宇航員來說，這4分鐘是無比漫長的。

飛船返回著陸

既然穿越黑障區(qū)如此危險，為什么返回艙不做出調(diào)整？這樣就不用承受這么多痛苦。

為什么不反向加速？

為什么不提前打開降落傘？

黑障區(qū)還有哪些危險？

未來能否有更好的返回方法？

當(dāng)宇宙飛船返回地球時，為何要不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層？

穿越黑障區(qū)

為什么不反向加速？

黑障區(qū)指的是距離地面35到80千米的大氣層，這里的氣體因為高溫摩擦、太陽輻射發(fā)生了電離。

所以在降落穿越的時候，這些離子會包裹住整個返回艙，影響返回艙與指揮室的通訊，讓雙方都失去信號。

返回艙進入大氣層的速度有多快？

差不多是每秒7.9千米，因為在返回之前，需要圍繞地球運動。

等行駛到返回位置后，開啟發(fā)動機，調(diào)整返回艙的飛行軌跡，當(dāng)返回艙與地球表面的夾角為3度時，返回地球。

返回艙表面的燒痕

由于降落的速度過大，返回艙與氣體離子產(chǎn)生劇烈的摩擦，從而讓返回艙表面溫度達到驚人的2000度。

當(dāng)年哥倫比亞號航天飛機就是因為表面有一條不起眼的裂縫，結(jié)果在返回的過程中穿越黑障區(qū)，導(dǎo)致裂縫被撕裂，最后整個航天飛機都解體了。

不少人有疑惑，為什么不能提前減速，讓返回艙不要以這么大的速度進入大氣？

比如，是否可以反方向加速，這樣就可以緩慢穿越黑障區(qū)，返回艙也不會被燒得黢黑。

進入大氣開始燃燒

理論上是可以的，然而實際執(zhí)行起來，難度太大！

返回初速度實在是太大了，如果要削弱速度，必須反向點火。

可是，地球大氣最外層非常稀薄，差不多屬于真空狀態(tài)，如果反向點火，會讓返回艙突然又返回到太空中，回了個寂寞。

再說了，這種消耗自身能量的減速方式，得燃燒大量的燃料，返回艙本身的承載量就不大，無法攜帶大量的燃料。

如果真要采取這種模式回來，那么花費也將變得巨大，起碼飛船就必須攜帶更多的燃料。

既然反向加速不行，那提起打開降落傘呢？

返回艙著陸

為什么不能提前打開降落傘？

返回艙的降落傘可不是說打開就打開的，而且它不止一個降落傘。

一般來說，飛船返回地面的時候，需要三個降落傘，按照打開順序為引導(dǎo)傘、減速傘和主傘。

在距離地面大約10公里的時候，就可以打開傘了。

引導(dǎo)傘出場的時間很短，也就1秒鐘，它的本質(zhì)像一根引線，起到拉開整個傘包的作用。

引導(dǎo)傘非常小，幾乎起不到減速的作用，真正減速的是后兩個傘。

引導(dǎo)傘正常工作后，第二個減速傘也迅速打開，它的作用就是進行減速和擺正返回艙的位置。

巨大的降落傘

越靠近地面，大氣密度就越大，由于摩擦等原因，返回艙不一定是正著落下來的。

減速傘讓返回艙來個突然“剎車”，減速的同時擺正姿勢。

最后打開的傘是主傘，也就是我們看見神州飛船回來打開的上面有圓環(huán)的大降落傘。

它有多大，傘的總面積足足有1200平方米，和它比起來，返回艙都顯得袖珍。

當(dāng)返回艙接觸到地面的一瞬間，降落傘與返回艙的連接處自動切斷，兩者再也沒有連接，就算風(fēng)將降落傘卷走，也不會影響到返回艙。

返回艙的外表結(jié)構(gòu)

這么做的原因，是為了減少后續(xù)的傷害。

因為大傘的面積非常大，如果它還和返回艙相連，一旦遇上強風(fēng)，吹動大傘后，它會拉著返回艙到處跑，導(dǎo)致返回艙在地面上滾動，里面的宇航員很有可能受傷。

至于為什么不提前打開降落傘，那當(dāng)然是降落傘需要空氣！

大氣層上表面空氣稀薄，打開了降落傘也沒辦法撐開。

而且當(dāng)進入大氣時的速度太快，如果打開降落傘，它也去參與摩擦，直接就被燒沒了。

降落傘的圈圈是為了更容易被發(fā)現(xiàn)

為什么不惜一切代價穿越大氣層？

返回艙以飛蛾撲火的態(tài)度穿越大氣層的黑障區(qū)，不惜一切代價，哪怕外殼都已經(jīng)燃燒起來。

因為這是可以想到的，最便宜的返回方式。

前面提到的反向加速需要額外燃燒能量，提前打開降落傘則需要提高降落傘的質(zhì)量，制作出耐高溫的降落傘材料。

這樣算下來，價格會是自由落體返回的數(shù)倍。

太空中的衛(wèi)星

這種利用地球自身的引力返回的方式，整個過程中基本不用額外的能量，利用引力和空氣阻力完成。

通過黑障區(qū)的主要危險就是高溫和失去聯(lián)系，失去聯(lián)系這件事目前還無法克服，但是高溫可以通過提高返回艙的材料質(zhì)量來完成，這比研制高溫降落傘更容易。

既然都是穿越大氣層，為什么飛船上天的時候不會燃燒，但是回來的時候被燒得發(fā)紅發(fā)燙呢？

返回艙被燒掉的一部分

飛船如果想要離開地球進入太空的軌道，就必須以不小于7.9千米/秒的速度進入太空。

對于地球上發(fā)射的火箭來說，它需要加速升空。關(guān)于太空與大氣的分界線，被稱為馮·卡門線，距離地面100千米。

而黑障區(qū)的范圍是距離地面35到80千米，火箭在這個區(qū)域的速度只有每秒4到5千米，這個速度的摩擦，還不足以將外表材料燃燒起來。

火箭升空

并且飛船升空，越往上走大氣密度越小，那么摩擦也就越?。欢祷嘏摻德?，越往下空氣密度也在增大，摩擦?xí)絹碓酱蟆?/p>

因此，飛船上升的時候，表面并不會被燒得通紅，但是在降落穿越大氣層的那時候，會被燒成“火球”。

其實從上個世紀60年代開始，人們就在尋找消除黑障區(qū)的方法，然而半個多世紀過去了，還是沒能解決，因為黑障區(qū)的氣體是人類無法控制的。

航天飛機升空

宇航員會經(jīng)歷什么？

如果坐過跳樓機，就會感受到什么叫墜落，對于宇航員來說，返回的過程中就是長時間的“跳樓”。

當(dāng)然，對于訓(xùn)練有素的宇航員來說，他們的身體素質(zhì)是完全可以承受的。

如果仔細注意就會發(fā)現(xiàn)，我們的神舟系列宇航員在空間站執(zhí)行任務(wù)的時候穿的是制服，但是返回過程中全程穿著宇航服。

這其實是為了保護宇航員，因為宇航服可以阻絕一定的高溫。

如果返回艙不幸出現(xiàn)了裂紋，導(dǎo)致艙內(nèi)溫度升高，那么宇航服能保護宇航員不至于被高溫直接烤化了。

宇航員身著宇航服返回

若是出現(xiàn)哥倫比亞號航天飛機的情況，哪怕宇航員穿著宇航服，也無法幸免，宇航員是高危的職業(yè)。

此外，飛船降落并不是完全降落在地面，有的情況下會降落在水里。

返回艙是水陸兩用的，可以漂浮在水面上。它還具備信號彈，會將降落附近的水染成醒目的橘紅色，這樣救援飛機就能很快地發(fā)現(xiàn)它。

可以說，從火箭升空到返回艙落地，宇航員都生死未卜，他們在用自己的生命為人類未來的太空事業(yè)開辟道路。

歷史上，有22位宇航員在執(zhí)行任務(wù)的過程中犧牲，還有很多預(yù)備宇航員在訓(xùn)練時遭遇意外。

宇航員訓(xùn)練

每一位宇航員，都是人類的英雄。