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当宇宙航天器完成任务返回地球时,面临着与陨星进入大气层与空气剧烈摩擦,宇宙航天器是怎样解决这个问题的?

2024-11-19 02:14:24

推荐回答（5个）

回答（1）：

在晴朗的夜晚，仰望灿烂星空，有时会看到耀眼的陨星，倏忽即逝。它为什么会发光呢？原来，这是高速飞行的陨星进人大气层与空气剧烈摩擦，猛烈燃烧而发出的光亮。当宇宙航天器完成任务返回地球时，面临着与陨星同样的残酷生存环境。研究表明，当宇宙飞行器的飞行速度达到3倍声速时，其前端温度可达330℃；当飞行速度为6倍声速时，可达1480℃。宇宙飞行器邀游太空归来，到达离地面60～70千米时，速度仍然保持在声速的20多倍，温度在10 000℃以上，这样的高温足以把航天器化作一团烈火。高速导致高温，这似乎是一道不可逾越的障碍，人们把这种障碍称为热障。显然热障并没有阻挡住人类挺进宇宙的步伐，那么科学家们是如何克服热障，使航天器安全回家的呢？

陨石穿越太空到达地球的神奇经历给了科学家们以特殊的启迪。分析陨石的成分和结构发现，陨石表面虽然已经熔融，但内部的化学成分没有发生变化。这说明陨石在下落过程中，表面因摩擦生热达到几千度高温而熔融，但由于穿过大气层的时间很短，热量来不及传到陨石内部。给宇宙飞行器的头部戴一顶用烧蚀材料制成的“盔甲”，把摩擦产生的热量消耗在烧蚀材料的熔触、气化等一系列物理和化学变化中，“丢卒保车”，就能达到保护宇宙飞行器的目的。

一位宇航员描述了宇宙飞船闯过热障的壮观景象：飞船进入大气层，首先从舷窗中看到烟雾，然后出现五彩缤纷的火焰，同时发出噼噼啪啪的声音。这是飞船头部的烧蚀材料在燃烧，它们牺牲了自己，把飞船内的温度始终维持在常温范围，保护飞船平安返回地面。

作为烧蚀材料，要求气化热大，热容量大，绝热性好，向外界辐射热量的功能强。烧蚀材料有多种，陶瓷是其中的佼佼者，而纤维补强陶瓷材料是最佳选择。近年来，研制成功了许多具有高强度。高弹性模量的纤维，如碳纤维、硼纤维、碳化锆纤维和氧化铝纤维，用它们制成的碳化物、氨化物复合陶瓷是优异的烧蚀材料，成为航天飞行器的不破盔甲。

回答（2）：

无论是航天飞机还是航天飞船，在返回地球前经过大气层时，都要经过一段时间“痛苦的煎熬”。飞行器与大气层剧烈摩擦，产生大约2000℃到3000℃的高温，防止高温对飞行器内部产生影响，就需要采用隔热材料阻挡。“美国航天飞机一般采用隔热瓦，像瓦片一样贴在航天飞机上，但缺陷就是隔热瓦极容易脱落，损坏航天飞机部件，而我国的‘神舟六号’则采用隔热涂料，没有掉落的危险，这种技术为我国独立开发研制，在效果上已经超过了隔热瓦。”

回答（3）：

当一种物质达到沸点时，它的温度就很难再上升，因此可以在飞行器表面涂一层隔热材料，让它被烧蚀，使整个飞行器保持在一个温度（即该材料的沸点）上，在它全部被烧之前，飞行器不会有危险。

回答（4）：

我只知道美国隔热瓦的一些情况，对中国的不太了解。隔热瓦是用硅矽一类的材料做成的，制作工艺很象中国传统的陶瓷烧制过程，烧出来来的成品几千度高温，在常温下只要冷却几秒钟，就可以直接用手拿了。散热性能可见一斑。
还有，航天飞机必须以与地面30度的夹角进入大气层，因为隔热瓦主要覆盖在机腹，而且，这样可以增加阻力，减低降落的速度

回答（5）：

通过降落伞和抛弃返回舱的隔热装置来完成的

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