文|小彭的灿烂笔记

编辑|小彭的灿烂笔记

声明：本文陈述内容参考的“官方信息来源”，均赘述在文章末尾，感谢支持。

【前言】

从发射到返回，神舟十八号经历了怎样的旅程？它又是如何克服重返大气层时的高温考验的呢？

北京时间2024年11月4日01时24分，经过192天的太空之旅，神舟十八号载人飞船成功返回地球。

这次任务不仅创造了中国航天员单次飞行时间的新纪录，更为中国空间站建设画上了圆满的句号。

而当飞船舱门打开时，人们发现返回舱的外表已经被烧得面目全非，这是怎么回事呢？

在返航过程中，神舟十八号面临着极其严峻的考验，当飞船以每小时近2.8万公里的速度冲入大气层时，剧烈的摩擦会使返回舱表面温度飙升至1700℃左右。

这个温度足以融化钢铁，但神舟十八号的热防护系统却能将舱内温度控制在适宜范围，确保航天员的安全。

那么为什么发射时飞船却不会被烧黑呢？这就涉及到火箭发射与飞船返回的关键区别。

发射过程中，火箭速度相对较慢，大气层密度较大，产生的热量较少。

而返回时，飞船以极高速度进入大气层，产生剧烈摩擦和高温，除此之外，火箭外部涂层主要用于保温和防腐，而非防高温烧蚀。

在神舟十八号返航前，地面工作人员进行了一系列细致的准备工作，他们仔细检查了返回舱的各项系统，确保热防护材料完好无损。

同时，他们还为航天员们准备了特制的防护服，以应对返回过程中可能遇到的各种情况。

值得一提的是，神舟十八号飞船在技术上有了新的突破，相比之前的型号，它的热防护系统进行了优化，能更好地应对高温环境。

这些技术升级不仅提高了飞船的安全性，也为未来更远距离的太空探索奠定了基础。

【穿越火焰的考验】

当神舟十八号离开近地轨道时，它的速度高达每小时2.8万公里。

要知道，这个速度是普通民航客机的25倍左右！以这种超高速度冲入地球大气层，会发生什么呢？

当飞船以如此高的速度穿越大气层时，空气分子被急剧压缩，形成一道由电离气体组成的等离子体鞘套。

这个现象看起来就像飞船被一团火焰包裹，温度可以高达1700℃左右。

要知道，普通的钢铁在1500℃就会开始熔化，而神舟十八号却要在比这更高的温度下保护航天员的安全。

万幸的是，返回舱的外表面覆盖着一层特殊的烧蚀型热防护材料，当遇到高温时，这种材料会逐层烧蚀，在表面形成一层气化层，这个过程会带走大量热量，就像我们出汗时，汗液蒸发会带走体热一样。

但仅仅依靠材料的烧蚀还不够，神舟十八号的设计师们还采用了精妙的气动外形设计。

返回舱的形状经过精心计算，能够在高速飞行时在舱体前方形成一个弓形激波。

这个激波就像一个隐形的盾牌，可以将大部分热量阻挡在返回舱之外。

其实发射和返回是两个完全不同的过程，发射时，火箭是从地面逐渐加速，慢慢爬升到太空；而返回时，飞船是以极高的速度从太空冲入大气层。

这就像是慢慢走上楼梯和从楼顶跳下来的区别，后者显然更具挑战性。

虽然火箭最终也能达到很高的速度，但在大气层较密集的低空区域，它的速度并不算快，这就意味着火箭与空气的摩擦产生的热量相对较少。

海域火箭的设计目的与返回舱也不同，火箭主要任务是将载荷送入太空，因此它的外部涂层主要用于保温和防腐，而非应对极端高温。

事实上，火箭在上升过程中反而会变得越来越冷，这是因为随着高度增加，大气压力降低，燃料箱内的液态氧会吸收周围的热量，导致火箭表面结霜。

相比之下，返回舱的设计重点就是要应对重返大气层时的高温，它采用了特殊的烧蚀型热防护材料，这种材料在高温下会逐层烧蚀，带走大量热量。这就是为什么返回后的舱体会变得黑不溜秋。

还有一个有趣的现象是，发射时火箭尾部喷出的火焰温度其实比返回时遇到的温度还要高，火箭发动机喷出的气体温度可以达到3000℃以上。

那为什么火箭底部不会被烧坏呢？这是因为火箭使用了特殊的冷却系统，有些火箭还会用液态燃料在发动机周围形成一层保护膜，有效地隔离了高温。

【幕后英雄】

虽然神舟十八号有着先进的热防护系统，但要确保航天员安全返回地球，还需要地面工作人员的通力合作。

其中最重要的就是“轨道计算和返回方案的制定”，这项工作由航天飞行控制中心的专家们负责，他们需要精确计算神舟十八号的轨道，并制定最佳的返回路线。

还有气象保障，我们知道，返回舱最终要降落在预定区域，而这个过程会受到天气状况的影响。

因此，气象部门的工作人员需要对降落区域进行持续的天气监测和预报，他们要关注风速、能见度、云层高度等多项指标，确保降落时的天气状况适合搜救工作的开展。

再来是通信保障，在返回过程中，地面与飞船之间需要保持通信畅通。

这就需要通信专家们精心布置通信网络，确保在返回舱进入大气层后仍能保持信号的稳定传输，他们的工作就像是为航天员和地面之间搭建了一座无形的桥梁。

搜救准备也是至关重要的一环，搜救人员需要提前进行多次演练，熟悉各种可能的情况，他们配备了先进的搜救设备，包括直升机、越野车等。

一旦返回舱着陆，他们要在最短时间内找到并打开舱门，确保航天员安全。

医疗团队的准备工作同样不可或缺，航天员在太空中长期失重，返回地球后可能会出现不适应症状。

医疗团队需要准备各种可能用到的医疗设备和药品，并制定详细的医疗方案，以应对各种可能出现的情况。

除此之外，地面工作人员还需要进行大量的模拟演练，他们会模拟各种可能发生的紧急情况，如通信中断、返回舱偏离轨道等，并制定相应的应急预案。

这些演练确保了在实际操作中，每个人都能够从容不迫地应对各种突发状况。

值得一提的是，神舟十八号的返回工作还涉及到国际合作，在返回过程中，会有其他国家的卫星协助进行轨道跟踪。

这种合作不仅提高了任务的成功率，也体现了航天事业的国际化特征。

最后还有一个容易被忽视但同样重要的工作，那就是心理辅导。

航天员在太空中度过了半年时间，突然返回地球可能会产生一些心理上的不适应，心理专家们会提前为航天员进行心理疏导，帮助他们做好重返地球的心理准备。

所以说，神舟十八号的安全返回，不仅仅依靠先进的技术，更离不开千千万万个普通人的辛勤付出。

正是这些幕后英雄的努力，才让我们能够安心地仰望星空，追逐太空梦想。

【结语】

这不仅是航天技术的胜利，更是人类精神的胜利，同时也让人不由自主的感叹：“星辰大海，我们从未停止探索的脚步！”

参考资料：

映象网在 2024-11-04关于《“太空出差”192天创纪录！神十八“80后”乘组回家了》的报道

新闻在 2024-11-02关于《神十八返航为何要经受1000多℃灼烧 高温下的安全返回》的报道