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航天事业一直以来都是我国的骄傲,今年的航天成就更是令人瞩目。从天问一号成功探测火星,到空间站建设取得的重大突破,每一步都让我们国家的科技实力更加强大。而在这些伟大成就的背后,有一些让人好奇的现象,比如飞船返回时为什么会燃烧,而发射时却不会呢?本文将探讨这个问题,并将其与流星现象联系起来,为大家揭开这一科学谜团的面纱。

我们先来回顾一下航天领域的一些重要事件。今年,我国取得的成就令人瞩目,天问一号探测器成功完成环绕火星、着陆火星、巡视火星三大步,祝融号火星车的超预期运行更是给人惊喜。同时,空间站核心舱的发射也标志着我国空间站建设的全面展开,宇航员在空间站内的生活和工作已经进行了3个月。与此同时,神舟十二号任务期间,宇航员不仅完成了2次出舱活动,还进行了大量科学研究。这一系列的成就和任务展示了我国在航天领域的强大实力。

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不久之前,又有一艘飞船发射升空,这次是天舟三号飞船。自空间站核心舱发射升空后,我们的空间站建设进入新阶段,之前发射的天舟二号飞船和神舟十二号飞船已经完成了各自的任务。接下来,神舟十三号载人飞船将在下一次太空飞行任务中让宇航员在空间站内生活和工作6个月。在此之前,我们需要为空间站送去各种物资补给,如食物和水,这项任务将由天舟三号货运飞船完成。

2021年9月20日,搭载天舟三号货运飞船的长征七号遥四运载火箭在文昌航天发射场发射升空,成功将天舟三号货运飞船送上地球轨道。这次补给任务中,天舟三号货运飞船一共搭载了近6吨的补给物资,它将与空间站核心舱完成自主交会对接,为神舟十三号载人飞船的到来做好准备。

现在,让我们回到刚才的问题,为什么飞船返回地球时会

燃烧,而发射时却不会呢?这个现象其实涉及到一系列复杂的物理和气象过程。

首先,我们需要了解大气层的特点。地球的大气层是由多层组成的,其中最重要的是对于这一现象的是对流层,它位于地球表面以上的几万米高度。在对流层内,空气密度逐渐下降,最终接近真空状态。在发射时,飞船穿越对流层,但由于起飞初期速度较慢,空气阻力并不足以让飞船燃烧起来。即使地面的空气密度较高,速度有所增加,但仍然不足以引发火焰。

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随着火箭的继续燃烧燃料,飞行速度逐渐升高,高度也逐渐增加,但这个时候依然不足以引发燃烧。原因在于,当飞船跨越100公里高的卡门线时,速度仍然可能不会达到足以引发火焰的3公里每秒,而且这个高度的空气密度已经非常低,无法导致飞船着火。

然而,在飞船返回地球时,情况完全不同。此时,飞船的速度非常快,接近第一宇宙速度,甚至有些从月球或更远的宇宙深处返回的飞船速度更快,如嫦娥五号在完成月球取样后返回地球时速度接近第二宇宙速度。当这些飞船以极快的速度进入大气层时,由于在高空中的空气密度非常低,空气阻力并不明显。因此,在进入大气层后的一段时间内,飞船的速度并不会明显下降。

然而,随着飞船的下降,空气密度逐渐增加。这时,飞船的巨大动能需要迅速转化为热能,导致飞船周围的空气温度急剧上升,达到2000℃左右。这一过程使得飞船看起来就像是一个燃烧的火球。由于空气密度逐渐增大,阻力也逐渐增大,飞船的速度开始下降。然而,当飞船下降到一定高度时,气动加热效应已经不足以维持飞船周围的燃烧状态,因此燃烧会停止。随后,飞船会打开降落伞进一步减速,安全着陆在指定地点。

这个现象与我们在夜空中观察到的流星有相似之处。环绕地球飞行的陨石或流星体速度非常快,当它们进入大气层时,也会剧烈燃烧,形成绚丽多彩的流星。在2019年,俄罗斯的进步MS-11货运飞船在完成任务后与国际空间站分离,再入大气层时,在国际空间站内的宇航员目睹了这一壮观景象,持续了几分钟。美国宇航员尼克·黑格形容这一幕如同大型烟火表演一般。

在航天领域,这一现象已经被科学家们深入研究和理解。这些知识有助于确保飞船返回地球时的安全,以及在未来的太空探索中继续取得重大成就。飞船返回地球时燃烧的现象,虽然看似神奇,实际上是物理学和大气科学的交汇点,让我们更加了解了地球的大气层和太空中的飞行条件。

综上所述,航天领域的成就和科学知识不断推动着人类的太空探索。了解飞船为何在返回地球时燃烧,而发射时不会燃烧的原因,有助于我们更好地理解这一现象背后的物理和气象机制。随着未来太空探索的不断发展,我们可以期待更多的科学谜团被揭开,让我们更深入地探索宇宙的奥秘。

启示:

从我国在航天领域的最新成就中,我们可以得到一些重要的启示和教训。首先,我们国家在航天领域的发展速度实在是令人瞩目的。天问一号探测器的成功任务完成,祝融号火星车的超预期运行,以及空间站建设的进展,都展现了我国在太空探索领域的强大实力和决心。这表明了我国在科技创新和工程实施方面取得了显著的进步,以及政府在支持航天发展方面的坚定决心。

其次,我们的航天工程所需的技术水平和组织协调能力已经达到了令人印象深刻的水平。不仅在载人飞行任务中取得成功,还在探测器和货运飞船的任务中取得卓越的成绩。这表明了我国在航天技术研发和工程管理方面的实力逐渐崭露头角,不仅能够完成自身任务,还可以承接国际合作项目。

另一个值得关注的启示是,航天活动需要高度的科学研究和技术创新。在航天任务中,宇航员不仅仅是执行者,还是科学家,他们在太空站内进行了大量的科学实验和研究,为地球和太空的科学知识做出了重要贡献。这突显了科学研究在航天领域的关键作用,也强调了我们国家在科学领域的潜力和优势。

最后,关于航天技术的启示是,了解飞船在发射和返回时的燃烧原理可以帮助我们更好地理解太空飞行的复杂性。在发射时,飞船面临的主要挑战是克服地面的大气阻力,而在返回时,高速飞行的飞船需要处理大气层的高速摩擦和热能转化。这需要高度精密的工程设计和材料科学,以确保飞行器的安全返回。

总结:

我国在航天领域的成就和经验为我们提供了许多重要的启示。首先,我们应该坚定信心,相信自己在科技和工程方面的实力,继续加大对航天领域的投入和支持,以保持领先地位。其次,我们需要继续加强科学研究和技术创新,以不断提高航天技术水平,并在国际舞台上发挥更大的作用。此外,我们还应该深入了解航天技术的原理,以更好地理解太空飞行的挑战和复杂性,促进更多的科学探索和技术进步。

最终,我国的航天成就不仅是国家的骄傲,也是全人类的共同财富,我们应该珍惜这些成就,将其作为激励和引领未来发展的动力,继续推动航天事业的发展,为人类的科学知识和文明进步作出更大的贡献。航天领域的探索之旅还在继续,我们期待着更多的壮丽成就和启示的涌现。

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