為什麼飛船能夠從太空安全回家？_風聞

2002年12月30日，中國成功發射了“神舟”四號飛船。那麼，你可知道為什麼飛船能夠從太空安全回家呢？

2003年10月15日，中國第一位航天員楊利偉乘坐“神舟五號”載人飛船，在太空飛行了21小時23分鐘之後順利返回地球。飛船返回艙在內蒙古四子王旗着陸。

為什麼在太空中高速飛行的載人飛船還能夠回到地面呢？這個過程可不像我們坐飛機降落，只要繫緊安全帶那麼簡單。飛船返回地面要經歷一系列複雜的過程，需要應對與大氣高速摩擦產生的高温和振動等一系列問題。

“神舟”飛船在軌道上運行的速度高達7.9千米/秒，要想進入大氣層，首先要做的就是制動：制動發動機開始工作，使飛船的軌道高度不斷降低，降低到一定高度後，飛船調姿，進入返回姿態，然後返回艙與軌道艙、推進艙分離，開始進入大氣層。飛船的減速過程和進入大氣層的軌道是經過精確計算的，要求非常精確，必須在特定高度以合適的“再入角”進入大氣層。如果再入角過陡，會導致返回艙進入大氣層的速度過快，發生劇烈摩擦而燒燬；如果再入角過於平緩，又會像打水漂的瓦片一樣被大氣層“彈”回外層空間，很可能再也無法返回地面。1965年，首次實現太空行走的蘇聯航天員列昂諾夫在返航時，就險些錯過最佳再入角，幸好及時調整到位，避免了危險。

你一定看到過閃光的流星劃過夜空吧！流星之所以閃光，是因為它以很大的角度高速飛入大氣層時，和空氣摩擦生熱而燃燒起來。同樣的道理，當飛船進入大氣層時，其速度仍達幾千米每秒。與越來越稠密的大氣層摩擦，會使得飛船外殼的温度達到1000℃以上，普通材料難以承受這樣的高温。

為了解決這個問題，載人飛船的設計師採取了一系列措施。1920年，航天先驅戈達德就提出了雙層隔熱板的概念。他認為“返回物的表面覆蓋一層抗高温(不易變質及難熔化)的物質後蓋上一層不太導熱的耐高温物質，這樣返回物的表面就不會受到太多的侵蝕”。比如，航天飛機機身各處就根據所處環境的不同，配置了4種防熱瓦，保護機身温度不致太高。“神舟”系列飛船和俄羅斯的“聯盟”系列飛船都是一次性飛船，它們採用的是在返回艙的表面塗上特殊燒蝕材料做成防熱層的方法。防熱層用的是高分子材料，能在短時間內耐高温。“神舟”飛船採用的是石棉、玻璃與酚醛摻和形成的複合材料，其返回艙表面積有22.4平方米，防熱材料總質量約500千克。飛船進入大氣層時，防熱層表面部分在熱流作用下會發生分解、熔化、蒸發、昇華等物理和化學變化，帶走大量的熱，以減少傳入飛行器內部的熱流。多種防熱層可以使返回艙內部最高温度不超過30℃，從而保證航天員平安穿過大氣層。

控制着陸速度是載人飛船安全回家面對的又一難題。一些科幻電影裏隕石撞擊地球的場面大家都看過，隕石以極快的速度撞擊到地球表面，往往會砸出特別深的一個坑。飛船到了距離地面10千米左右高空時，速度雖然已經降到330米/秒以下，但以這樣的速度與地面撞擊，飛船和航天員還是承受不了的。

怎麼辦呢？聰明的你一定想到了：採用降落傘。“神舟”飛船是“打着3把傘”回家的，它們分別是引導傘、減速傘和主傘。為什麼要設計這麼多的傘而不是隻有一個主傘呢？這是為了避免“剎車”太急，速度降得太快，產生過高的過載，航天員受不了。返回艙上的靜壓高度控制器會通過測量大氣壓力判斷高度，自動彈開傘艙蓋，3把傘漸次打開，將飛船的速度逐步降下來。“神舟”飛船返回艙的主傘面積有1200平方米，打開後返回艙的降落速度會降到8～10米/秒。

即使這樣，“神舟”飛船返回艙在着地時，所產生的衝擊力還可能使航天員的脊柱受損。這時就要靠飛船的另一個法寶了。它就是安裝在返回艙底部的4台着陸反推火箭。它們會在飛船馬上要降落到地面時點火工作，再給返回艙一些向上的推力，使得返回艙落地的速度不超過2米/秒。為了確保航天員的安全，航天員座椅安裝了緩衝裝置，還量身定做了緩衝坐墊。

有了上述“十八般武藝”，就可以保證返回艙和航天員一起順利從太空安全返回地球了。

由直升機和車隊組成的搜救小組會早早地在預計的着陸地點就位，等待返回艙。返回艙降落傘打開後，直升機會迅速趕過去。萬一着陸位置偏差較大，返回艙會向外發射救援信號，通知搜救小組確切位置。返回艙落地後，其頂端的閃光燈不斷髮出白色的閃光，它能連續閃光25小時呢。假如落在海里，飛船上配備的染色劑會把周圍的海域染成綠色熒光區，便於飛機搜索。