在这个月有很多飞船返回地球,其中一艘是美国的载人龙飞船,这艘载人龙飞船原本计划在2月才返航的,但是由于国际空间站有一名宇航员出现了医疗问题,所以这艘飞船在1月15日提前返回地球。另一艘飞船则是我们的神舟二十号飞船。

众所周知,神舟二十号飞船原计划在2025年11月5日返回地球的,但是由于遭到了空间微小颗粒撞击,飞船返回舱舷窗玻璃受损,所以推迟返航,在1月19日返回地球。

除此之外,美国蓝色起源公司在1月22日发射了一艘“新谢泼德”飞行器,将6名乘客送上近地轨道进行了大约10分钟的“太空旅行”。这艘飞船进入大约100公里左右的地球亚轨道后开始返回地球,乘客短暂体验了失重。

虽然这3艘飞船都是从太空返航地球,但是返航的情况却存在比较大的差异。像我们的神舟二十号飞船在着陆的时候,返回舱外部有一侧被烧得黑不溜秋,美国的载人龙飞船在返航后,外部也是被烧得黑不溜秋的。而这艘“新谢泼德”飞行器外部却是干净整洁,没有一点污浊的情况。这是怎么回事?难道说“新谢泼德”飞行器的技术比我们的神舟飞船更先进吗?还是说我们的神舟二十号飞船返回舱舷窗遭到撞击,所以外部才被烧得黑不溜秋的?

为什么存在这样的差异?
这不是技术的差异,而是这3艘飞船的飞行情况本身就存在很大的不同,我们看下这3艘飞船的飞行情况就知道了。

在1月22日发射的“新谢泼德”飞行器飞行时间很短,从发射升空到返回地面,大约只飞行了10分钟而已,飞行高度也比较低,最高点也就是大约105公里,差不多就是刚刚好穿过了“卡门线”进入亚轨道。而在进入100公里后,这艘飞船并没有继续环绕地球飞行,就像我们向高空垂直抛出一个物体,这个物体到达最高点后,就会在地球重力的作用下下坠。

这艘“新谢泼德”飞行器在抵达最高点时就会下坠了,在重力的作用下,一开始它的下降速度会加快,但是由于受到的空气阻力会越来越大,所以它在重返大气层的过程中,速度其实不会非常快的。而且,在下降的过程中,降落伞很快就打开进行减速了。由于它没有真正进行轨道飞行,重返地球时飞行速度很慢,所以气动加热效应并不强烈,外部温度基本上不会有太明显的变化。

相比之下,神舟载人飞船、载人龙飞船或者是俄罗斯的联盟号载人飞船返航时的情况就复杂很多。因为这些飞船在返回地球之前会以极快的速度环绕地球飞行,飞行速度接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒。当飞船以超过7公里每秒的速度重返地球大气层时,气动加热效应会非常强烈,导致非常外部温度飙升到1000多℃。

从近地轨道飞行的卫星、飞船、火箭残骸、卫星残骸、探测器重返地球时,都会面临这样的高温灼烧,这是目前没法避免的事情。像火箭残骸、卫星残骸、探测器残骸这些航天器重返地球时,由于经受高温灼烧,就会直接在大气层中化为灰烬。而载人飞船返回舱需要把航天员安全送回地面,所以载人飞船返回舱能经受这么高温的灼烧而不会出现受损的情况。

这是因为载人飞船外部有隔热装置,比如说飞船返回舱底部有隔热大底,表面还有烧蚀材料、隔热材料,在经受高温灼烧时,表面的隔热材料、烧蚀材料会升华、脱落带走大量的热量,从而确保飞船返回舱不被高温烧毁。也正是这些烧蚀材料脱落,所以返回舱外部有一些部位被烧得黑不溜秋了。

虽然神舟二十号飞船返回舱舷窗玻璃遭到了撞击出现了裂纹,但神舟二十一号航天员乘组在飞船内进行了处置,安装了处置装置,提高了飞船应对高温灼烧的能力。最终神舟二十号飞船安全返航,飞船返回舱外部被烧得黑不溜秋,这和飞船是否遭到空间微小颗粒撞击没有关系,这是飞船返回地球过程中没法避免的情况,之前的神舟飞船、嫦娥五号、嫦娥六号探测器在返回地球的过程中也出现这样的情况。

“穿越者”飞船2028年载人首飞
“新谢泼德”飞行器的飞行情况本质上只是一次商业太空飞行任务,乘客只体验几分钟的失重就回来了。而神舟飞船、载人龙飞船、联盟号飞船都是长时间执行太空飞行任务,飞行时间长达几个月。我国商业载人航天飞行任务现在也在稳步推进中,很快就会有太空乘客去遨游太空了。

海淀载人航天企业北京穿越者载人航天科技有限公司2023年1月,是我国第一家商业的“载人航天科技”有限公司,在2025年11月18日,首艘全尺寸商业载人飞船试验舱舱体下线,并在2026年1月18日完成载人飞船全尺寸试验舱着陆缓冲试验。

安装计划,该公司的商业载人飞船预计将在2028年实现载人首飞,现在该公司已经开启了飞船“船票”的预售,预售船票300万元/张,目前已经预订了超3艘船,合计20余位太空游客。

美国的“新谢泼德”飞行器返航后,外部干净整洁并不是技术领先我们,而是这款飞船本身就没有真正进行轨道飞行。我国的首艘商业载人飞船很快也会进行首飞了,到时候我们也有机会乘坐飞船去体验一下失重。
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