图文|青梅侃史
编辑|青梅侃史
飞行器迭代升级,是航天科技不断进步的证明,但是人类研发到一定程度,会发现要面临很多瓶颈问题,尤其是音障、热障和黑障这三个难题。
前两个还好说,最关键的是第三个,因为黑障相比音障和热障,具有更加迷惑的神秘色彩。
要知道,飞行器在这个以极限速度飞行的区域内,雷达无法定位飞行器,外界任何信号传不到飞行器内,内部任何信号也传不到飞行器外,飞船和导弹都是完全失控状态。
而这一项技术,全世界的科研工作者们已经苦苦研发了长达80年的时间了,竟然被中国的科研团队一举突破。
自从人类第一次踏上太空之旅,黑障问题就伴随着我们的航天事业。黑障,这个令人生畏的词语,意味着我们在宇宙飞行中面临的最大难题之一。
当飞船以每小时近3万公里的速度穿透大气层时,极高的再入速度会产生强烈的空气阻力。飞船表面与稠密大气剧烈摩擦,在表面形成高温等离子体气云。
这层等离子体就像一面无形的墙,完全隔断了飞船与地面的通信联系。所有信号一瞬间中断,导航系统失灵,飞行员也陷入失明状态,一切仿佛被黑暗吞噬。
要知道,美国和苏联都曾因为黑障,导致飞行器遇险,而航电设备瞬间陷入失灵状态,最终失控的飞行器致使11宇航员失去了宝贵的生命。
从这之后,黑障领域是悬在西方航天头顶的一把利刃,哪怕坚持了80年之久,却依然无法解决艰巨的黑障困局。
其实,这一现象的成因在科学家看来已经较为清晰,起因就是返回地球的飞行器速度过快,在大气层中与空气发生剧烈摩擦而产生高温等离子体云。
然而,减速进入大气层并非易事。如果飞船速度低于每小时2.9万公里,地心引力就会完全掌控飞行轨迹。想要安全着陆,必须在极窄的速度窗口精确操作,这对飞行员的飞行技术提出了巨大挑战。
数十年来,一代又一代科学家全力以赴,只为突破黑障难题。他们尝试从各个方面入手,寻找突破这一难题的办法。
一些科学家研究改进飞行器的外形设计,希望能减少空气阻力,降低再入时的速度。还有人提出在飞行器表面涂覆特殊材料,防止形成高温等离子体。这两种方法都取得了一定效果,但远未彻底解决问题。
另一些科学家则致力于改进通信系统,开发出更强大的信号发射装置,以透过等离子体云层,或者研制新型的自主导航系统,减少对地面控制的依赖。这两方面也都取得一定进展,但仍有局限。
除了技术路线,一些航天机构还尝试从操作层面突破这一难关。例如调整再入角度,控制飞行器保持稳定的姿态,争取缩短“黑障”区域的通过时间。可以说,世界各地的科学家,希望从多个角度共同应对“黑障”难题。
直到今年六月,在神舟十五号载人飞船进黑障区时,中国某神秘装置,能够对高超音速物体的实现精确跟踪测量,为全球人类第一次直面黑障,做出了开创性的贡献。
可能有人会问,这个颠覆性技术有何意义呢。
事实上,如果这项技术能够成熟应用。大家可以试想一下,我国能够轻松定位别国导弹在黑障区的位置,而别国导弹却根本定位不了我国导弹在黑障区的位置。
也就是说,别人根本看不到你,你却可以暴揍他们一顿。由此可见,这项技术有多先进了吧。
而这项黑科技背后的巨星,就是包为民,一个默默无闻的航天人。他17岁参加高考后,机缘巧合地被航天部第一研究院招募,开始了在运载火箭控制系统总体单位的工作生涯。
在这个绝密领域中,包为民凭借卓越的天赋和勤奋的努力,一步步成长为航天界的巨星。他从一个普通的航天系统技术人员,逐渐成长为我国航天技术的领军人物。
包为民天资聪慧,又刻苦钻研,每每遇到困难,他都会灵机一动,迎难而上。有一次任务失败,包为民通宵达旦地查找原因,终于找到一个小问题导致整个系统失效。他的这种永不言弃的精神给整个团队带来巨大的正能量。
作为中国运载火箭技术研究院总设计师,包为民肩负着民族的梦想与使命。他参与主持了多项重要工程,如“北斗”导航系统、中国的“神舟”载人飞船、火星探测任务“天问”等。
与此同时,包为民也不忘国防建设。他牵头研制的某型号导弹武器,曾在国庆阅兵仪式上亮相,彰显了中国航天人保家卫国的决心。在他看来,国防建设和太空探索都是中华民族的责任,都需要担当者毫不动摇地完成。
2013年,包为民遇到了一个棘手的任务——破解“黑障区”,这是人类80年来未能突破的领域。
当这个任务下达时,包为民并未丝毫畏惧,而是振奋人心地说:“我们一定能破解黑障区这个难题,让中国成为第一个突破这个禁区的国家!”
包为民团队立下“只许成功,不许失败”的誓言,并且攻关十年,终于在2022年成功突破。这次突破,不仅代表着中国航天的进步,也彰显了包为民勇于挑战、敢于创新的精神。在他继续引领下,中国航天必将迈上新的台阶,在宇宙深处绽放最璀璨的光芒。
其实这项技术的应用前景非常广阔,它不仅可提高再入舱的返回精度,保障航天员安全,也将极大提升我国在太空监控和国防领域的核心能力。
比如对于高超音速飞行器的监测与控制,实时指令通信一直面临“黑障”困扰。该技术的成熟将使高超音速飞行器能在极速状态下实时接收地面指令,大幅增强作战效能。
可以预见,随着这一关键性通信技术的日益成熟,它必将加速推动我国在太空探测、国防信息化等方面的进步。
未来我国将运用这项技术,持续深入开展航天通信黑技术领域的基础研究,以进一步突破更多高难度技术目标。
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