信号失联、烧成火球!美国宇航员返回遭遇黑障区,有多吓人?

2025年03月20日16:52:10 科学 1261

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3月19号,美国两名航天员历经信号失联等重重险象,终于回到地球,本来工作8天,生生变成9个月。他们这期间究竟遭遇了什么?

航天员九死一生的经历

2025年3月19日凌晨,美国两名宇航员结束近300天的太空任务,乘坐载人龙飞船返回地球。然而,这场本应完美的回家之旅,却因穿越大气层时遭遇的“黑障区”险象环生,让众人纷纷捏了一把汗。

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返回舱以每秒11公里的速度冲入大气层时,摩擦产生的温度高达2000℃,相当于火山岩浆的两倍,足以熔化钢铁。

因此,舱体顷刻被烧成火球,外层材料烧蚀成等离子体,直播画面中甚至能看到舱体表面因高温而剥落的碎片。这种极端高温考验着返回舱材料的耐受极限,稍有不慎,宇航员可能瞬间蒸发。

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并且,高温让返回舱被带电粒子包裹成茧,屏蔽了所有无线电信号。当时地面控制中心与宇航员失联长达240秒,这段时间里,宇航员只能依靠自己应对未知风险。

而黑障区不是字面意义上的一块危险的区域,而是航天器返回大气层时因高速摩擦产生的特殊现象。返回舱冲入大气层,剧烈的摩擦使得周围空气电离形成等离子体鞘套。

这层等离子鞘套会屏蔽所有信号,让宇航员与世隔绝,在返回途中每分每秒都很宝贵,生死就在须臾间。

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除了高温灼烧,信号中断也很致命,美国这次失联时间长达240秒,而中国神舟十五号返回时仅失联153秒,关键突破来自甘肃戈壁滩的雷达阵列。

中国自主研发的相控阵雷达能捕捉返回舱表面微弱的二次辐射信号,提前预判舱体姿态,是宇航员的千里眼

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中美间的不同选择

面对黑障区难题,中美两国走上了不同技术路线。中国选择一条路走到底,接着攻克高温与信号屏蔽,山西实验室的等离子体风洞测试优化了再入角度,新算法将过载降低15%;碳化硅复合材料在2800℃高温下仍保持稳定,为舱体提供保护。

而美国则尝试“曲线救国”,SpaceX星舰4号虽实现了超清画面传输,但此次任务仍暴露了技术短板。不可否认的是,距离美国人第一次搭载阿波罗号登陆月球时,他们已没有了之前的细心。

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而中国成为全球首个实现黑障区全程追踪的国家。甘肃的18座雷达基站协同工作,通过量子接收器捕捉信号波动,将返回舱定位精度从36公里提升至500米级。中国航天绝对不会放过一个死角,一定要细致入微。

尽管黑障区仍是航天领域不可逾越的一座大山,但科技突破已曙光初现。毫米波通信、激光传输等技术正在尝试穿透等离子体鞘套;新型隔热材料和智能算法让返回舱更耐高温、更智能。

中国科学家更在地面复现等离子体环境的实验中取得突破,为攻克黑障区难题提供了新思路。

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正如当年杨利伟经历黑障区失联后,中国航天人持续攻关20年,终将着陆精度提升千倍。如今,当美国宇航员在黑障区挣扎时,中国方案已为人类安全返航提供了新可能。或许在不久的将来,黑障区将不再是死亡禁区。

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引用资料:

[1]滞留空间站的美宇航员拟18日返回,9个月太空生活经历了什么.钱江晚报.2025年03月17日


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