信號失聯、燒成火球!美國宇航員返回遭遇黑障區,有多嚇人?

2025年03月20日16:52:10 科學 1261

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3月19號,美國兩名航天員歷經信號失聯等重重險象,終於回到地球,本來工作8天,生生變成9個月。他們這期間究竟遭遇了什麼?

航天員九死一生的經歷

2025年3月19日凌晨,美國兩名宇航員結束近300天的太空任務,乘坐載人龍飛船返回地球。然而,這場本應完美的回家之旅,卻因穿越大氣層時遭遇的「黑障區」險象環生,讓眾人紛紛捏了一把汗。

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返回艙以每秒11公里的速度沖入大氣層時,摩擦產生的溫度高達2000℃,相當於火山岩漿的兩倍,足以熔化鋼鐵。

因此,艙體頃刻被燒成火球,外層材料燒蝕成等離子體,直播畫面中甚至能看到艙體表面因高溫而剝落的碎片。這種極端高溫考驗著返回艙材料的耐受極限,稍有不慎,宇航員可能瞬間蒸發。

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並且,高溫讓返回艙被帶電粒子包裹成繭,屏蔽了所有無線電信號。當時地面控制中心與宇航員失聯長達240秒,這段時間裡,宇航員只能依靠自己應對未知風險。

而黑障區不是字面意義上的一塊危險的區域,而是航天器返回大氣層時因高速摩擦產生的特殊現象。返回艙沖入大氣層,劇烈的摩擦使得周圍空氣電離形成等離子體鞘套。

這層等離子鞘套會屏蔽所有信號,讓宇航員與世隔絕,在返回途中每分每秒都很寶貴,生死就在須臾間。

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除了高溫灼燒,信號中斷也很致命,美國這次失聯時間長達240秒,而中國神舟十五號返回時僅失聯153秒,關鍵突破來自甘肅戈壁灘的雷達陣列。

中國自主研發的相控陣雷達能捕捉返回艙表面微弱的二次輻射信號,提前預判艙體姿態,是宇航員的千里眼

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中美間的不同選擇

面對黑障區難題,中美兩國走上了不同技術路線。中國選擇一條路走到底,接著攻克高溫與信號屏蔽,山西實驗室的等離子體風洞測試優化了再入角度,新演算法將過載降低15%;碳化硅複合材料在2800℃高溫下仍保持穩定,為艙體提供保護。

而美國則嘗試「曲線救國」,SpaceX星艦4號雖實現了超清畫面傳輸,但此次任務仍暴露了技術短板。不可否認的是,距離美國人第一次搭載阿波羅號登陸月球時,他們已沒有了之前的細心。

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而中國成為全球首個實現黑障區全程追蹤的國家。甘肅的18座雷達基站協同工作,通過量子接收器捕捉信號波動,將返回艙定位精度從36公里提升至500米級。中國航天絕對不會放過一個死角,一定要細緻入微。

儘管黑障區仍是航天領域不可逾越的一座大山,但科技突破已曙光初現。毫米波通信、激光傳輸等技術正在嘗試穿透等離子體鞘套;新型隔熱材料和智能演算法讓返回艙更耐高溫、更智能。

中國科學家更在地面復現等離子體環境的實驗中取得突破,為攻克黑障區難題提供了新思路。

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正如當年楊利偉經歷黑障區失聯後,中國航天人持續攻關20年,終將著陸精度提升千倍。如今,當美國宇航員在黑障區掙扎時,中國方案已為人類安全返航提供了新可能。或許在不久的將來,黑障區將不再是死亡禁區。

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引用資料:

[1]滯留空間站的美宇航員擬18日返回,9個月太空生活經歷了什麼.錢江晚報.2025年03月17日


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