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神舟十三号成功发射!飞船返回地球时会燃烧,为何发射过程不会

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猩猩科学频道 2021-10-16 01:30

神舟十二号载人飞船顺利返回地球后没多久,天舟三号货运飞船就发射升空,搭载了近6吨物资前往空间站核心舱。天舟三号货运飞船的物资是为神舟十三号飞船准备的,所以在天舟三号飞船启程后,大家就已经知道神舟十三号飞船即将前往空间站。神舟十三号载人飞船的发射时间与神舟十二号载人飞船的返回时间相隔如此之近,是因为空间站位于大约400公里的地球轨道运行,在这里会面临着空间辐射、失重和温度剧烈变化等环境带来的挑战,并且我们的空间站目前正处于调试阶段,还有一系列空间站的技术需要试验。所以空间站没人值守的时间一般不会超过1-2个月。

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神舟十三号飞船发射升空

2021年10月14日的神舟十三号载人飞行任务新闻发布会上,通报了这次任务有关情况,神舟十三号飞船的由航天员翟志刚、王亚平和叶光富组成,翟志刚担任指令长。这是我们空间站关键技术验证阶段第六次飞行任务,也是这个阶段的决胜之战、收官之战。按照计划,神舟十三号飞船将会在太空飞行6个月,女航天员王亚平将首次进驻中国空间站并实施出舱活动。

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在2021年10月16日凌晨,长征二号F遥十三运载火箭发射升空,将神舟十三号飞船送上了外太空。虽然是在凌晨发射,但是相信很多朋友都观看直播,因为这是非常激动人心的时刻。​在​观看直播的同时,我们也发现神舟十三号飞船在发射升空的过程中与神舟十二号飞船返回的过程存在很大的差别。其中一个就是神舟十二号飞船返回地球时有一段时间变成了熊熊火球,而神舟十三号飞船在发射升空时没有出现这样的现象,这是怎么回事呢?

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飞船返回过程

飞船在环绕地球飞行时速度非常快,一般会达到或者超过第一宇宙速度7.9公里每秒,如果是环绕月球、登陆月球的飞船速度更快,如我们的嫦娥五号探测器的速度接近地球的第二宇宙速度11.2公里每秒。当这些飞船以极快的速度进入地球大气层时,就和陨石坠落的过程是相似的,会变成燃烧的火球。

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这是因为飞船返回舱的底部在进入大气层后会强烈压缩空气,返回舱的动能转化为空气的热能,导致飞船周围的空气温度急剧上升,达到上千摄氏度。为了避免飞船被烧毁,返回舱的外部会涂有烧蚀材料。所以,当飞船进入地球大气层时就会变成熊熊火球。虽然返回舱周围的温度非常高,但是飞船内却很舒适,宇航员不会受到影响,所以大家不需要担心。

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这样的情况不仅出现在地球,飞行器在着陆到有大气层的星球时也会出现这样的情况。如我们的祝融号火星车、美国的好奇号火星车、毅力号火星车等火星车在着陆火星的过程中也经过了高温灼烧的过程。为了避免对泰坦星等潜在的生命星球造成污染,卡西尼号探测器在完成了对土星系统的探索后就进入土星大气中烧毁。

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当飞船降落到那些没有大气层的星球时,就不会出现这样的情况。如阿波罗登月飞船在登陆月球的过程中就没有燃烧的现象,我们的嫦娥四号、五号探测器在登陆月球表面时也没有燃烧。

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飞船发射过程

不管是在地球起飞,还是在月球表面起飞,飞船在发射的过程中都没有出现这样的燃烧现象。这是因为在发射阶段,飞船在起飞时的速度不快,气动加热效应不很显著,所以飞船周围的空气温度不会很高。即使飞船在不断加速后速度越来越快,但是在高空中空气密度越来越低,所以并不会燃烧起来。

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总结:飞船在发射升空时,由于一开始的速度不会很快,所以气动加热效应不足以导致飞船燃烧起来。当飞船返回地球时由于速度非常快,在空气阻力等因素的影响下温度急剧上升,变成燃烧的熊熊火球。这样的现象只有出现在有大气层的星球中,飞船在降落没有大气层的星球时是不会燃烧的。

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