以第二宇宙速度返回地球，其中隔热防护技术，是登月任务中至关重要的环节。本文将详细解读我国飞船隔热防护技术。

（本文约4000字，阅读需10分钟）

先说一个疑问，最近网上常有评论：为什么嫦娥六号返回器表面烧焦了，甚至都烧起泡了，而美国阿波罗飞船表面看起来没怎么烧焦？

这是阿波罗11号返回舱（指令舱）的历史照片，刚刚经历了32马赫返回地球的减速过程，局部温度可以超过2000摄氏度，结果飞船表面大部分地方看起来只是发黑、“掉漆”而已。

而以同样速度返回地球的嫦娥六号，照片右边还好一点，左边看起来都烧穿了几层，露出了蜂窝形状的材料。

嫦娥五号的情况也基本一样，都是烧焦很严重，而且不均匀。

（不仅烧焦，还起泡了！）

似乎只有两种解释比较“合理”：要么就是咱们的飞船隔热技术，还不如五十多年前的阿波罗；要么就是阿波罗飞船造假了，根本不是以第二宇宙速度从月球返回的。

那阿波罗飞船没烧焦的真相究竟是什么呢？嫦娥六号又为什么会出现一边烧焦、一边没烧焦的情况呢？

其实自从1961年加加林上天以来，飞船上的隔热材料，大体上经历了三代发展，阿波罗飞船属于是第二代早期的技术，而我国神舟飞船，用的是第三代技术。

嫦娥五号和六号其实是缩小版的神舟飞船，技术水平基本一样，实际上都是比阿波罗飞船先进得多的，并不是说看起来烧焦了就“落后”了。

（嫦娥六号返回器，一开始可是雪白的）

目前人类所有的飞船从太空返回的时候，都主要是利用空气减速的，好处就是完全不需要燃料和发动机，重量轻巧；代价就是气动减速会产生大量的热量，一不小心就会烧掉了。

那解决隔热就是头等大事，最早在1920年，造出了世界上第一枚液体燃料火箭、美国火箭鼻祖罗伯特·戈达德就提出来，要在返回器的表面覆盖一层耐高温的物质，再覆盖一层导热系数低的物质，就可以解决热防护的问题。

（不同金属的比热容和热导率，第一代热防护技术）

然后1956年，苏联第一种核导弹R5，当时只是用石棉、隔热纤维组成的普通隔热层，就遇到了弹头再入过热的问题，有点扛不住高温。

但是很快，美国和苏联的工程师都解决了这个问题，用一些熔点非常高、比热容也非常高的金属合金，涂在飞船的外表面，直接硬抗，一层不够就多涂几层，防止热量传递到飞船内部，这就是第一代隔热技术——“硬隔热”。

（多层结构）

靠耐热材料硬扛，简单粗暴，初步解决了问题，但是缺点是非常笨重，而且温度上限也不够。苏联第一代东方号飞船、美国第一代水星号飞船，用的都是这种技术。

（美国水星飞船，主要是硬隔热）

1960年代，美苏竞赛载人登月的时候，就提出了第二代隔热技术，在硬抗的基础上，引入了一个新概念“烧蚀”。

简单说就是，这种烧蚀材料汽化的时候，会吸收并带走大量的热量。

（烧蚀材料，就像是沸腾的水）

这就好比咱们拿一个锅烧开水，不管你是小火慢炖还是大火收汁，只要锅里的水没烧干，一直是沸腾状态，那温度就始终保持100度，多出来的热量都被水蒸气带走了。

那飞船表面的烧蚀材料，就像是一层“沸腾的水”，虽然材料会不断消耗减少，但是不管外面是多高的温度，热量都不容易传到飞船里面。美国阿波罗飞船、苏联联盟号飞船，就都使用了烧蚀隔热技术。

（阿波罗飞船的防热大底）

阿波罗飞船的隔热大底，使用的是一种编号为AVCOAT 5026-39的材料，把一种含有金属添加剂的硅酸钠做成蜂窝状结构，然后蜂窝格子里填充环氧酚醛树脂。

发射之前是棕黄色的，烧完之后就变成了一层碳和二氧化硅，可以比较好地隔绝热量。

所以说，烧蚀材料虽然烧焦了很惨烈，但其实比那种纯靠金属合金硬抗的技术更先进。

那都变成碳了，为什么阿波罗飞船看起来没怎么变黑呢？ 这里就必须讲到飞船的气动外形了，这部分就可以彻底解释阿波罗和嫦娥六号的烧焦程度问题。

飞船一般长成个倒锥形、或者纺锤形，反正都是上窄、下宽，这种形状的好处是飞船不管以什么姿态冲进大气层，哪怕是倒着飞的，都会在气动阻力的作用下，稳定在一个正常姿态，就像是不倒翁一样。

这个在空气动力学上叫做“静稳定”。

苏联第一代东方号飞船，完全就是个球，就不稳定、容易转圈，加加林在里面老遭罪了。

但是稳定之后也有两个代价，第一个代价就是“局部温度更高”，迎风的那一面，也就是飞船底部，承受的热量最多，局部温度也最高，能达到2000度左右；而飞船的顶部，其实等离子火焰就少很多，温度也低一些。

（2000度只出现在红色区域，其他区域温度其实只有几百到1000度）

那么设计飞船的时候，就要重点加强底部的隔热，用最厚的隔热材料；而飞船的侧面和上面，隔热材料就可以少用一点，甚至都不需要烧蚀材料。

像航天飞机、星舰这种外形就更明显了，底部都需要厚厚的隔热瓦，而背部就只需要普通隔热层。

（神舟飞船的隔热大底，比较少见）

（阿波罗飞船的底部也完全烧焦了，只是很少有正对的视角）

第二个代价就是“有效空间减少”，锥形的倾斜角度越大，虽然理论上侧背温度就会越低，但是飞船的可利用空间也会越小。

就像是买房子，大家都知道方方正正的户型利用率最高，三角户型就很难布置家具；飞船也是一样，侧面倾斜角度越大，内部空间利用就越难。

（我国新飞船比美国新飞船倾角更小，这是技术更先进的表现）

所以你看咱们新一代飞船，倾斜角度就明显比美国阿波罗飞船、猎户座飞船的角度更小，说明咱们飞船内部空间是更充裕的，这是技术更先进的表现。

但是侧面角度小了，等离子火焰就更大了，所以你看2020年我国新一代飞船测试的照片，侧面也烧黑了。

那为什么嫦娥六号侧面烧焦不均匀呢？其实是因为飞船返回的时候，它的底部不是完全正对着前进方向的，而是稍微侧着一点。

嫦娥六号的返回器跟神舟飞船一样，是半弹道式，或者叫弹道-升力式，也就是具有一定的升力。

简化一下飞船的受力分析，飞船受到重力、升力、阻力。飞船的前进方向，跟飞船中轴线有一个夹角，这就是攻角。

利用这个攻角和升力，嫦娥六号返回器的顶部，有一个空气舵，就是这个翻转的板子，控制它的角度，就可以控制侧滑作用力的大小，调整飞船的姿态，从而实现降落地点的控制。

你去看神舟飞船的顶部，也有这个空气舵面。

那这种稍微侧滑的状态，就造成了一边火焰大，一边火焰小，我国公开论文资料里就有介绍，神舟飞船以第一宇宙速度返回，防热大底的温度是2000度，迎风的侧面是1000度，背风的侧面只有300度，所以就出现了一边烧焦、一边没烧焦的情况。

（火焰不是均匀的，而是一边大、一边小）

嫦娥六号虽然以接近第二宇宙速度返回，但是采用了二次减速，也就是让烧蚀的过程变长了而已，整体温度并不会明显升高，底部还是2000多度，侧面也一样是一边烧焦、一边没烧焦。

（神舟飞船是一边烧焦，一边没有）

阿波罗飞船也是一样采用了半弹道式、二次减速，底部温度超过2000度，烧蚀材料完全烧焦，但是大多数照片看不到底部的，只能看到底部边缘是已经完全烧黑了；而阿波罗飞船侧面倾斜角度很大，所以整个侧面的温度其实都只有几百度，不需要使用烧蚀材料，只使用几层金属隔热层，属于是牺牲飞船空间来降低隔热难度。

（阿波罗飞船也是一样，一边烧蚀轻微、另一边严重）

阿波罗飞船也一样是半弹道式返回，所以也会出现一边烧蚀更严重的情况、最外层隔热片大部分脱落；另一边烧蚀就相对轻一些。

所以结论就是：

采用半弹道式的飞船，都有迎风面和背风面，迎风面温度高，背风面温度低，所以会出现烧蚀不均匀的情况，一边侧面烧焦、另一边没有。神舟飞船如此，嫦娥六号如此，联盟飞船如此，阿波罗飞船也是如此。

如果照片只拍到了一侧灼烧不严重的情况，其实就很容易忽略另一面，这类对比，就属于以偏概全了。

（神舟飞船也是如此，这边烧蚀严重）

（但是另一侧却基本完好）

那为什么说神舟飞船的隔热技术是第三代呢？

这是因为阿波罗飞船，以及美国重返月球的猎户座飞船，它的隔热大底都是工人手工打造的，33万个蜂窝格子，人工往里面注入环氧酚醛树脂，造一块需要半年。

美国工人手工打造飞船，五十多年了还是这个技术，没啥进步

而我国神舟飞船虽然也是类似蜂窝结构，采用了编号为H88和H96两种材料，但是已经不再是手工制造，而是采用了热压罐自动成型，8个小时就能造出来。

从神舟十八号开始，神舟飞船就是批量生产的状态了，这比阿波罗那种手搓工艺要先进很多。

最关键的是，我国新一代飞船，也就是未来载人登月的飞船，之所以敢把侧面倾斜角度做小，加强内部空间利用率，是因为新型飞船的侧面，采用了更加先进的烧蚀材料，而且是可以拆卸、更换的，飞船落地之后你别看侧面烧焦很吓人，拆下来换新的就可以，这样就实现了飞船的重复使用。

这个技术，你别说阿波罗飞船没有，就连美国最新的猎户座飞船、波音星际客机飞船都没有采用，它们的倾斜角比我们的飞船倾斜角度更大，是浪费了不少空间的。

（我国新一代飞船防热设计已经超过了美国）

所以，不要看到飞船烧焦了，就以为是“落后”，也不要看到阿波罗飞船侧面没烧焦，就以为是“造假”。

（可拆卸，实现飞船重复使用）

这就是为什么我一定要坚持科普，经常把阿波罗和嫦娥放在一起来聊，因为只有当你知道了其中的科技原理，才不容易被西方媒体忽悠，才能明白我们科技真正厉害的地方。

如果没有实锤证据就把阿波罗的很多现象直接归纳为“造假”，那反而是“简化”了历史，“简化”了我们追赶和超越的难度。

就像是把苏联解体简单归结为“被星球大战计划忽悠”的一样，完全是避重就轻，无视了苏联自身轻视民生轻工业、经济失衡腐败等问题。如果不能正确对待历史问题，反而给西方糟粕思想的侵蚀留下了空间。

别小看了美国假新闻那一套，如果“承认阿波罗载人登月造假”可以打败中国，他们会毫不犹豫承认当年是造假。反正美国形象早就没有任何信誉了，多这一个造假的形象也无所谓。

事实上，“阿波罗载人登月造假”最早本来就是美国内部滋生的阴谋论而已，如果能用来降低其他国家的民智，美国精英们也会毫不犹豫否认哪怕是自己的历史，否认自家科学家和宇航员的功绩，输出“登月造假”论调，用来打击对手的唯物史观。

但是我们坚持科学第一、实事求是，就足以抵挡任何形式的西方糟粕侵袭。

最后以这张图作为结尾，这个阿波罗飞船怎么完全跟新的一样呢？

很简单，这个只是阿波罗飞船的海上逃生训练模型。

神舟飞船水上训练，棕黄色是刷漆

我国神舟飞船也有一样的训练模型，有银色的，也有跟阿波罗飞船一样刷成棕黄色的。因为根本就没飞过，自然不存在什么烧焦。

拿这种照片来说事的，纯粹就是误导了。

（印度那个也是打捞训练模型而已）

再补充一下，印度飞船看起来是崭新的，也是因为印度飞船目前进度太慢了，只进行过万米投放飞行，完全没有再入大气层，自然不存在烧蚀。咱平常调侃印度无所谓，别当真就行了。