前言

11月4日凌晨1点24分，随着一道亮光在东风着陆场闪耀，我国的神舟十八号返回舱成功顺利完成了任务。

但在返回的过程中，神舟十八号返回舱也是危险重重的，特别是在历经黑障区的时候。

要知道黑障区可是世界级难题，哪怕是走在科技前沿的美国研究了70年仍然都无所获。

不过我国早就攻克了这一难题，为我国航天员的安全进一步的保驾护航了。

那么我国到底是如何攻克这一世界难题的呢？攻克了这一难题又有什么样的用处呢？

什么是黑障区

11月4日凌晨，太空出差192天的神舟十八号终于回到地球家园了。

而早在看到返回舱进入大气层的震撼瞬间，人们都激动不已的高喊着“欢迎回家”。

但很多人不知道的是，当时我们的航天员才历经了返回途中最危险的一步，穿越黑障区。

后来，我们的航天员朱杨柱更是描述在“突破”黑障区的场面，他表示从眩窗能够看到外面简直就是一路火花带闪电，就跟坐在天山老君的炼丹炉一样。

信息来源：新黄河客户端2024年11月4日关于“航天员朱杨柱：返航过程如同坐在炼丹炉 一路火花带闪电”的报道

不过返回舱的隔热做的非常好，所以航天员们在返回舱里感受不到舱外地火热的。

尽管如此，但是在穿越黑障区的时候却是航天员们最无助的时候，因为当时除了能够感受到周围都是一片火光之外，还会听到噼里啪啦的燃烧的声音。

而不管是对航天员还是地面站指挥台的工作人员来说，那个时候都是非常无助和煎熬的。

因为在历经黑障区的时候，返回舱跟地面的通信是中断的，这也就是说不管是遇到什么情况，返回舱的航天员是没有办法跟地面控制中心取得联系的。

与此同时，返回舱地面控制中心也是无法获悉返回舱的具体位置的，从而就加剧了风险的不可控性。

这主要是因为当返回舱穿越临近空间的时候，头部的空气就被剧烈的压缩，从而使得表面的温度一下子达到几千乃至上万摄氏度。

这就是为什么返回舱在返回的途中有一段时间像是一颗火球。

产生的高温使得空气发生了电离反应，使得航天器的表面被一层等离子体给包裹着，这就是所谓的“等离子鞘套”。

而这层等离子体就像是金属网一样，彻底将跟外界联系的航天器给覆盖起来了，从而隔绝了航天器跟外界的联系。

所以导致返回舱一时间跟外界失去了联系。

信息来源：国家自然科学基金委员会2023年2月28日关于“【中国科学报】十年磨一剑 “黑障”破天光——记国家重大科研仪器研制项目“临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置”的报道

这时候的返回舱只能是按照最初的计划前进，也没有办法做出对外界做出任何的探测，随机应变。

要知道如果在黑障区出现意外情况的话，那么是将会威胁到机舱内航天员的安全的，而且还无法了解航天器的实时飞行状态等。

而在历史上，很多重大的航天事故都是在发生在这一阶段。

所以黑障区就成为了人们想要攻破的难题。

信息来源：西安电子科技大学关于“砥砺奋进的五年｜彰显西电的“不可替代”特色”的报道

但其实早在上世纪50年代，人们早就开始着手研究黑障区消除的办法了，一向科技走在前沿的美国自然也是参与其中。

只是不曾想，美国对此却也是没有完全之策，俄罗斯和欧洲等航天大国也是如此。

这也就是说，美国研究了70多年还是没有攻克这一世界难题。

而随着我国航天事业的不断发展和航天技术的不断成熟，飞船往返太空也成为了我国经常发生的事情了。

所以如何消除黑障区的问题是迫在眉睫。

但这个难题就连科技领头羊美国都没有办法攻克，我国又谈何容易攻克呢。

尽管知道这个问题非常的难，但我们的科研人员却还是选择了迎难而上。

攻克黑障难题

早在执行神舟一号飞行任务时，我国的科研人员就已经开始着手于黑障区跟踪测量的难题了。

一代代的航天测控人接连攻关。

其中包为民团队就在黑障相关领域开展了近10年的研究，在此期间就获得了很多关键性的突破。

从刚一开始，国家重大科研仪器研制项目的研究人员就立下了“只需成功，不许失败”的诺言，所以这也就意味着他们做好了啃下这块硬骨头的准备。

要知道想要解决黑障区的问题，那么首先就得模拟出飞船在黑障区的情景。

为此研究团队就采用了感应加热的方式将空气加热到上万摄氏度，使得空气被电离成等离子体。

在此期间，他们还突破了等离子体多参数耦合匹配优化的关键技术。

而在建设模拟环境的过程中，研究团队还开展了多方面基础和应用的研究，其中包括如何缩短黑障时间、抗黑障一体化低频通信系统等等。

为了能够实现在等离子体环境下开展电磁实验，研究团队还根据水冷和增加传导距离设计了一个直径7米，长3米，重90吨的大型真空暗室。

所以研究团队就利用该装置开展了黑障地面复现实现、黑障抑制、新体制通信等关键技术。

从而填补了我国在地面模拟等离子鞘套环境开展实验研究的空缺，而这更是有利于我国攻克穿越黑障区的跟踪测量难题。

信息来源：鲁中晨报2023年10月31日关于“这个“大难题”已被中国攻克”的报道

其中在神舟十五号将返回地球的时候，酒泉卫星发射中心敦煌测控区就确定了“优化黑障区雷达跟踪方案托底没完善多云天气下光学跟踪策略求精”的总体思路。

利用雷达和光学两个方向形成合力，完成了对神舟十五号在黑障区的跟踪测量。

就在神舟十五号进入黑障区后，敦煌测控区光学组就准确的捕抓到了返回舱的实时高清图像。

而这也就意味着我国黑障区的跟踪测量方案取得了重大突破。

相信在科研人员的不断努力下，这一技术一定会越来越成熟的，解决黑障区难题已经不是梦了。

攻克黑障区难题，除了能够进一步对返回飞船有一定保障外，还能够解决导弹遇到黑障区的问题。

所以，攻克黑障区难题的意义是非常重大的。

结语

黑障区是个世界难题，就连美国、俄罗斯、欧洲等航天大国也是无能为力。

对于中国来说，曾经也是不可逾越的难题。

但如今在中国研究人员的努力下，我们在黑障区的跟踪测量方面已经是取得了重大突破。

可见，我国在航天科技领域的发展水平又得到了进一步的提高。