技不如印度?为何我国返回舱着陆后一身焦黑,印度的却非常干净?

早在2023年10月下旬,印度就已经成功进行了印度逃逸塔测试。

当测试结束后,不少人发现印度此次测试使用的返回舱非常干净,就像新的一样。

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印度返回舱

与之相对的,中国的返回舱在着陆后却一身焦黑。针对此互联网上又出现了一波舆论,认为中国是技不如印度。

中国返回舱为什么表面焦黑?

其实这整件事完全是一个谣言,印度压根就没有上过太空的返回舱。

对于这件事,很多人直接将印度进行逃逸塔测试和印度返回舱从太空返回划上等号了。

所谓的逃逸塔,是火箭上的一种逃生设施,类似于战斗机上的降落伞。

当火箭在进入太空的上升阶段出现故障时,逃逸塔可以从火箭上脱离,带着宇航员逃生。

火箭逃逸塔

印度进行逃逸塔测试,就相当于进行了一次战斗机的降落伞测试,这枚火箭压根就没有进入过太空。

此次逃逸塔测试的飞行高度仅有17公里,而太空和地球大气层的分界线——卡门线,是海拔100~110公里。

也就是说你的飞行高度要至少飞到海拔100公里才算进入了太空,而印度这17公里高度的逃逸塔测试,自然是不算进入过太空。

印度逃逸塔上的返回舱连太空都没进入,表面当然会干净如新。

与之相对的,中国的空间站飞行高度是400公里,也就是说中国的载人舱到地面的距离最远会达到400公里。

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中国空间站效果图

当中国的宇航员从中国空间站返回地面时,返回舱首先会绕地球轨道飞行5圈,以降低返回舱的飞行高度。

在绕地5圈之后,返回舱的飞行高度会从400公里降低到120~150公里。到了这个高度,中国的返回舱就可以从太空上“掉下来”了。

在返回舱进入到大气层的时候,其最快速度会达到每秒200米。在如此快的速度下,返回舱表面的温度会超过1000摄氏度,这个温度足以融化钢铁了。

所以除了印度这个飞行高度17公里的“返回舱”外,不管是中国还是美国的载人返回舱,在落地后表面都能看到非常明显的烧灼痕迹。

4月30日,神舟十七号返回舱落地,外表也明显焦黑

并且中国的返回舱表面一片焦黑还受到另外一个因素的影响,那就是返回舱表面的隔热层。

超过1000摄氏度的温度就算返回舱的材料能扛住,返回舱里面的宇航员也扛不住。所以返回舱在返回地面时,必须将其和空气摩擦产生的高温转移走。

中国返回舱表面的隔热材料会经历高温-烧蚀-熔化-升华这4个过程。

在返回舱表面产生高温后,隔热层吸收高温,然后开始融化。融化后的隔热层在高温的影响下升华成气体,带走一部分热量。

返回舱隔热层反应效果

并且返回舱表面隔热层是分层的,它就像一块冰,不断消耗自己带走热量。

通过隔热层不断的融化升华,最终让返回舱内部温度能保持在宇航员能承受的范围内。

而隔热层因为在高温下不断融化,所以会被烧成黑色。也就是说,返回舱表面越黑,说明隔热层起到了越多的作用,效果越好,返回舱内部温度越低。

所以中国的返回舱表面焦黑,并不是中国技不如人,反而是中国掌握更先进的技术的原因。

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近距离看看神舟十七号返回舱

中国返回舱为什么落在陆地上?

此外说到返回舱,另外一个地方就不得不提,那就是返回舱掉落的环境。我们都知道中国的返回舱基本都是掉落在中国内蒙古的,而美国返回舱却基本掉落在海上。

这个区别是可以说是目前中美返回舱最大的区别,也让很多人百思不得其解。

造成这一现象的原因,其实是一个军事原因。美国是世界上第一海军强国,所以有胆子往海上降落;中国在海权方面弱于美国,保险起见,干脆不往海上降落。

美国返回舱落在海上

返回舱落进海里后,就需要其背后的国家出动大批军舰把人家接回来。如果做不到,后果是很严重的。

要是中国也学美国,让返回舱往海上降落,那美国可是会帮你“打捞返回舱”的。

到时候美国海军直接把你去接返回舱的舰队堵在那里,然后它去打捞你的返回舱,中国还要去美国那里要人和返回舱。

事实上这样的情况是有类似先例的。1980年中国进行东风-5型洲际导弹试射的时候,东风-5的数据舱落点就是公海上。

东风-5导弹

然后美国就非常无耻的联合了以及澳大利亚为首的几个国家,派出了舰船尾随中国去打捞数据舱的舰队,准备抢东风-5的数据舱。

所以在中国海军超过美国海军之前,返回舱在海上降落是一个不能选的选项。

返回舱掉落地点的影响

相较于在海上降落,在陆地上降落的限制比较大。

其一,在陆地上降落需要有更大的精度,而在海上降落就没那么高的精度要求。

当年苏联也是走陆地降落的路子,但出过返回舱落地严重偏离预定目标,结果掉进了西伯利亚原始森林的案例。

俄罗斯联盟号返回舱

其二,返回舱如果落到地面上,受力也会更大。

人从高处跳进水里,不一定会摔死,但落到地面上,有极大的概率会摔死。所以返回舱在陆地上降落,需要解决返回舱受力太大的问题。

要解决这个问题,除了在降落伞上想办法外,中国还搞出了反推器。

中国的返回舱下设计有反推器,当返回舱即将落地时反推器会启动,给反推器一个向上的力。

这样返回舱的降落速度会瞬间从每秒7米降低到每秒2米,极大的降低返回舱落地时受到的冲击。

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返回舱反推器点火实验

再搭配上返回舱本身的减震设计,返回舱内部的宇航员受到的冲击,只相当于从一辆慢速行驶的汽车上跳下来。

参考资料:

【1】中国青年网·《万里中十环!揭秘神舟十三号回家路》

【2】环球时报·《印度成功开展载人航天逃逸塔试验,航天专家:印度在国际航天领域呈现竞争力》