在人们的普遍认知中，航天器在返回地球时，地面指挥中心会全程监控这一过程，以确保宇航员的安全以及航天器的稳定性。但很多人可能不知道的是，在航天器返程期间，会有一段时间它与地面失去联系。这段时间被称为“黑障效应”。黑障效应主要是由于航天器在高速重返地球大气层时，与空气剧烈摩擦产生的高温使周围的空气电离，形成等离子体。这层等离子体屏蔽了电磁波的传播，导致无线电信号无法传递，航天器与地面指挥中心的通信被中断。对于航天员来说，这不仅意味着暂时的失联，更是一次心理和生理的双重考验。在这期间，他们必须完全依靠自己的训练和经验来应对各种可能的突发状况。

然而，在2024年6月25日14时，在内蒙古四子王旗，嫦娥六号于预定区域成功着陆。除了带回宝贵的月壤样品外，嫦娥六号还为我们带来了另一项重大突破——成功突破了黑障效应。在返回期间，嫦娥六号能够与地面进行全程通信，这一成就引起了全球的关注和赞叹。要知道，黑障效应这个难题已经困扰了美国几十年，但一直未能完全解决。这项突破的意义非常重大，它不仅证明了中国在航天技术方面的实力，也为未来的航天探索提供了更安全、更可靠的方法。本期内容我们就来聊聊这个话题。

黑障现象指的是航天器在高速穿越地球大气层时，周围形成的等离子体层会吸收和反射无线电波，导致通信信号中断。这种现象通常发生在航天器再入地球大气层的过程中，尤其是在以极高速度飞行的情况下。当航天器以极高速度进入大气层时，其前端会与空气分子剧烈碰撞，产生巨大的摩擦热。这一过程导致了空气的剧烈压缩和快速加热，温度瞬间升高到数千摄氏度，在如此高的温度下，空气中的分子被完全电离，形成了等离子体。这些等离子体云密集地包围在航天器的周围，带电粒子充满了整个区域。带电粒子在强大的电磁场作用下，会产生复杂的电磁波干扰。

这些干扰会对无线电波的传播产生严重的影响，导致信号的吸收和反射。无线电波无法穿透这层等离子体云，从而造成通信中断。这种通信中断不仅仅影响航天器与地面控制中心的联系，还可能影响到其他关键的导航和监控系统。在黑障现象发生的几分钟到十几分钟内，地面控制中心和飞船内的宇航员都在经历一场无言的考验。地面控制中心的工作人员必须依靠之前的数据和预先设定的程序来推测飞船的状态。而飞船内的宇航员，则必须在完全失去外界联系的情况下，依靠自己的直觉和经验，处理任何可能出现的紧急情况。无论是设备故障、飞行轨迹偏离，还是其他突发状况，宇航员都需要冷静应对，直到重新与地面建立通信联系。

黑障效应的一个经典实例，莫过于神舟十六号的返回过程。2023年10月31日，神舟十六号载着三名航天员成功返回东风着陆场。在这段过程中，当飞船进入距离地面40到80公里的高度时，直接进入了所谓的黑障区。那一刻，飞船内部的所有声音仿佛被一层厚厚的“幕布”遮挡，这个现象在7点50分的总台直播中表现得尤为明显。直播背景音突然变得异常安静，几乎听不到航天员的声音，仿佛整个世界瞬间失声。那一刻，地面人员只能默默等待，等待飞船穿越这段“隔音万里”的区域。时间一分一秒地过去，紧张的气氛弥漫在指挥中心的每一个角落。终于，指挥中心的屏幕上出现了目标信号，地面指挥中心的人们松了一口气。当返回舱里的航天员再次传来声音时，整个指挥中心沸腾了起来。那一刻的重逢，如同穿越了一段漫长的“寂静之旅”。可见，这个所谓的黑障区，确实有着“遮蔽耳目”的效果。

当然了，针对黑障这个问题，科学家也一直在不断寻找解决方案。以前的解决办法，主要依靠预先设定的制导导航和控制系统，让飞船按照预定轨迹突破黑障。这有点儿类似于自动驾驶。但这种方法过于粗略，万一判断失误，飞船轨迹可能会偏离预定位置，带来巨大的风险。现在的科学家们提出了几种更为先进的方法来解决这个问题。首先，是在飞行器的表面涂抹特殊材料，以消除表面的等离子鞘。等离子鞘是导致通信中断的主要原因，通过这种方法可以有效减少黑障效应的影响。另外，还有一种方法是优化返回舱的设计，使其更为理想，从而减缓黑障效应带来的阻碍。

其次，是改良返回舱的通信设备和测量设备。比如，将天线安装在等离子鞘最薄弱的地方，并提高通讯信号的频率和功率，以此来增大通讯的概率。这种方法通过优化硬件设置，增加了在黑障区内成功通信的可能性。第三种方法则相对独特，采用激光或毫米波来穿透等离子鞘。激光和毫米波可以有效穿透等离子鞘，从而实现返回舱与地面的通信。这种方法利用了穿透效应，使得在黑障区内的通讯成为可能。美国在黑障效应领域刻苦钻研了几十年，但至今收获甚少。相比之下，我国显然已经掌握了这项突破性技术，并成功将其应用于航天器的返回任务中。至于具体采用了哪种技术，目前仍是未知之谜，毕竟这涉及到高度机密的航天技术。

看到这里许多人可能会问，为什么要投入如此多的资源在航天技术上？其实，航天技术的影响力和价值远超我们的想象。根据国外的一项计算公式，航天产业每投入1美元，就能产出2美元的商业价值，而相关产业可拉动8-14美元的经济效益。这意味着，航天技术不仅能带来直接的经济回报，还能推动相关产业的发展，创造更多的就业机会和经济增长。至于这次提到的黑障技术突破究竟有什么实际用途？就让我们拭目以待吧。无论是提高飞船返回地球的安全性，还是为未来的深空探测铺平道路，这些技术进步都将在不久的将来展现出它们的巨大价值。对此，你们怎么认为呢？欢迎大家踊跃讨论，感谢大家观看，我是探索宇宙，我们下期再见。