2024年10月30日凌晨,我国酒泉卫星发射中心严阵以待。
伴随着巨大的轰鸣声,搭载神舟十九号飞船的长征二号F遥十九运载火箭拔地而起,直冲云霄。
火箭尾部喷射出橘红色的火焰,在漆黑夜空的衬托下格外壮观。
观看直播的观众无不为之振奋,纷纷为中国航天事业的又一次成功而喝彩。
神舟十九号发射现场
载人航天新征程神舟十九号的主要任务目标是与神舟十八号乘组完成在轨轮换、开展空间科学与应用实验、
实施航天员出舱活动、进行货物进出舱、安装与回收空间站设备。
并且机组成员中,还有中国首位女性飞行工程师王浩泽,她将与90后飞行员宋令东,70后的蔡旭哲一起完成任务。
神舟十九号飞行员:王浩泽、宋令东、蔡旭哲(排名不分先后)
与之前的神舟十八号任务相比,神舟十九号在技术和科学实验方面都有了进一步的提升和创新。
然而,就在人们为神舟十九号的成功发射欢欣鼓舞之际,
不少人也想起了2023年6月4日,神舟十五号返回舱着陆时遇到的"黑障区"现象。
神舟十五号升空
那天地面指挥中心的工作人员屏息凝神,紧盯着大屏幕上不断变化的数据。
突然,当返回舱在进入大气层时,屏幕上的信号指示灯由绿转红,通信中断了!
整个指挥大厅瞬间陷入一片寂静,空气仿佛凝固了。所有人都屏住呼吸,等待着与返回舱重新建立联系的那一刻。
地面指挥中心
这段时间虽然只有短短几分钟,却让人感觉度日如年。
过了几分钟,信号重新恢复,大家才长舒一口气,紧绷的神经终于得以放松。
事后,航天专家专门对此事进行了讲解,当时飞船遇到的是常见的"黑障区"现象。
在航天界,这种现象还被称为“黑色五分钟”,是航天飞行中最难以解决的问题之一。
那么,"黑障区"有没有科学解释呢?为什么会出现这种现象?
航天博物馆
“黑障区”的科学解释所谓"黑障区",是指航天器在返回地球过程中,由于高速进入大气层而出现的一段特殊时期。
在这个阶段,航天器表面会形成一层高温等离子体鞘,导致无线电信号无法穿透,从而造成与地面的通信中断。
航天器经过黑障区模拟
"黑障区"主要有三个特征:首先是强烈的震动,航天器在高速穿越大气层时会受到巨大的空气阻力,造成剧烈颠簸;
其次是极高的温度,摩擦生热使得舱体外表面温度可达数千度;
最后就是我们前面提到的通信中断。
黑障区模拟
这种现象通常发生在距离地面60-80公里的高度范围内,持续时间大约3-5分钟。
虽然时间不长,但却是航天任务中最为危险的阶段之一。
比如在美国“阿波罗登月”计划中,航天员返航时,就经历了黑障区。
美国阿波罗航天器
1967年,同样是美国航空局,他们在进行X15高速飞行器测试时,飞行员不幸进入了“黑障区”,差点闹出人命。
而且不单单是航天飞行器,洲际导弹也会经历“黑色五分钟”,不过导弹在黑障区内也不会被防空系统发现,成了一种天然的“隐形保护”。
航天飞船解体
好多西方国家都想解决黑障区难题,但都失败了。
面对"黑障区"这一挑战,中国航天科技工作者们并没有退缩,也进行了积极探索。
那么,既然返回过程中会遇到"黑障区",为什么神舟十九号在发射过程中却没有经历这一现象呢?
航天器返航
中国的航天实力这里面的首要原因还是中国的技术进步。我国早在2023年就在这一技术上取得了进步。
之后这一技术就用在了神舟十五号飞船上,飞船成功穿越黑障区,并且还能在地面稳定追踪。
后来经过技术调整,我国还实现了在黑障区内对高音速物体的追踪,让航天领域有了更强的安全保证。
神舟十九号发射实拍
2024年6月25日,嫦娥六号就使用了这一技术,雷达成功实现了返航的精准追踪,为以后航天事业的发展奠定了基础。
此后再发射飞船,我们就没有再担心这一问题。
航天器着陆
其次,从发射和返回的速度特点来说,航天器的速度是从零逐渐增加的。当飞船穿越大气层时,其速度还没有达到形成等离子体鞘的程度。
相比之下,返回过程中的航天器速度则要快得多,往往高达每小时2万多公里。
正是这种高速造成了等离子体鞘的形成,进而导致了"黑障区"的出现。
航天飞船在外太空
此外,高层大气的密度也是一个重要因素。
发射时,飞船是从稠密的低层大气向稀薄的高层大气运动,而返回时则恰好相反。
这种密度差异也影响了"黑障区"的形成。
不过,需要注意的是,虽然发射过程中不会出现典型的"黑障区",但仍然会有短暂的通信中断。
模拟飞船经过黑障区
这主要是由于火箭尾焰的影响,通常持续时间在20秒左右。与返回过程中长达数分钟的通信中断相比,这种短暂中断的影响要小得多。
多年来,我国在应对"黑障区"方面积累了丰富的经验和技术。
神舟系列飞船的可靠性不断提高,已经成功完成了多次载人航天任务。
中国航天
同时,我国还开发了先进的返回舱定位跟踪技术。
即使在通信中断期间,地面工作人员仍能通过各种手段准确掌握返回舱的位置和状态。
这些技术的进步大大提高了航天任务的安全性,为我国航天事业的持续发展奠定了坚实的基础。
随着神舟十九号的成功发射,中国航天事业又向前迈进了一大步。
神舟十九号飞行员与十八号飞行员会面
从最初的"东方红一号"卫星到如今的载人航天,中国航天人用智慧和汗水书写了一个又一个奇迹。
未来,我们有理由相信,中国航天事业将继续蓬勃发展,为人类探索宇宙的伟大事业做出更大贡献。
中国航天事业
在这个过程中,"黑障区"等技术难题将不再是阻碍,而是推动我们不断前进的动力。
正如一位航天专家所说:"每一次挑战都是一次机遇,每一个难题都是一个进步的契机。"
让我们共同期待,在不久的将来,中国航天事业能够再创辉煌,为人类探索宇宙的伟大征程贡献更多中国智慧和中国力量!
参考信源:新京报:“亦庄智造”护航神舟十九号成功发射
光明网:神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功 三名航天员顺利进驻中国空间站