『宇宙飞船』都是高速穿过大气层,为何火箭返回时会高温燃烧,升空时却不会?
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茫茫宇宙充满着无数的奥秘 , 而人类又是一种好奇心很强的生物 , 因此对宇宙充满了无限遐想 , 古代就有“不知天上宫阙 , 今夕是何年”的疑惑 , 也有“我欲乘风归去 , 又恐琼楼玉宇 , 高处不胜寒”的向往 , 只可惜在以前人类的科技实在太落后 , 人类对宇宙的向往只停留在脑海中而无法付诸行动 , 直到上世纪50年代人类在导弹的基础上研究出火箭 , 人类的航天飞行之梦才开始慢慢实现 , 也就是从50年代开始 , 人类的航天事业发展得越来越快 , 在短短的70年时间里面 , 人类相继实现了卫星发射、载人航天、阿波罗登月工程、国际空间站建设、哈勃太空望远镜建设、天眼射电望远镜建设等 , 人类不仅真正的飞上天宫 , 而且还登上了传说中的“月宫” , 甚至飞出了太阳系 , 人类利用短短的几十年时间取得如此辉煌的航天成就 , 离不开火箭技术的发展 。
火箭从地面升空是缓慢加速的 , 与大气层摩擦不剧烈
就目前来看 , 人类的一切航天活动都需要火箭的参与 , 从地球飞入太空更是需要火箭摆脱地球引力 , 因此火箭成为人类航天事业发展的基石 , 如果没有火箭就没有现在发达的航天科技 , 人类利用火箭把宇宙飞船、航天飞机、补给物资、宇航员等运送到太空 , 航天活动才能顺利地开展 , 所以火箭是人类航天事业的中流砥柱 。 在人类众多的航天活动中 , 如果你仔细观察 , 你会发现一个让你费解的现象 , 那就是都是高速穿越地球大气层 , 火箭升空穿越大气层时不会燃烧 , 可是当火箭或宇宙飞船返回地面穿越大气层的时候却会剧烈的燃烧 , 是什么原因造成这样的差异呢?
当火箭加速到最高速度的时候 , 已经差不多飞出大气层了 , 所以不会燃烧
其实呢 , 火箭升空的时候也处于高速飞行状态 , 而且也会与空气摩擦 , 这是无法避免的 , 之所以火箭在升空的时候不会产生高温燃烧 , 是因为火箭速度是从地面往上加速的 , 我们都知道地球的大气层浓度从地面往上是越来越稀薄的 , 当大气层浓度很高的时候 , 火箭正处于加速阶段 , 速度比战斗机快不了多少 , 火箭与大气层的摩擦并不是很剧烈 , 所以不会产生高温乃至燃烧 , 而当火箭速度接近或者达到第一宇宙速度的时候 , 大气层的浓度已经很稀薄 , 虽然此时的火箭速度非常快 , 但是没有了大气阻力 , 自然同样也不会燃烧 , 所以火箭在升空的时候不会产生高温燃烧 , 当然为了以防万一 , 科学家还是在火箭外壳涂有一层耐高温的材料“钛” , 避免高温对火箭产生破坏作用 。
宇宙飞船返回地面的时候 , 速度越来越快 , 阻力越来越大 , 因此剧烈燃烧
而宇宙飞船从太空中返回地面就不一样 , 首先它的速度是逐渐加快的 , 越靠近地面速度越快 , 因为它是做自由落体运动的 , 而大气浓度从高到低是增加的 , 宇宙飞船从太空中返回的时候 , 不断地加速碰到越来越浓厚的大气层 , 产生的阻力就越来越大 , 自然会发生剧烈的摩擦 , 因此会产生高温燃烧 , 还有宇宙飞船由于没有发动机 , 只能采用弹道式、跳跃式或者滑翔式等方式进行减速 , 但是不管是哪种减速都需要用到地球大气层这层自然“减速带” , 因此宇宙飞船在做这些减速动作的时候与大气层阻力会持续增强 , 从而在宇宙飞船外层产生高达1000℃的高温 , 如此的高的温度可以把铁、钢、铜、金、铝都融化掉 。
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