宇宙飞船返回时，为什么要冒着烧毁的风险加速穿过大气层？
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?当载人宇宙飞船或者运送货物的宇宙飞船完成太空任务之后 ， 接下来将要面临十分危险的再入大气层过程 。 飞船在穿过稠密的地球大气层时 ， 将会产生上千度的高温 ， 威胁飞船的安全 。
那么 ， 为什么宇宙飞船要冒着烧毁的风险加速穿过地球大气层？为什么宇宙飞船不在太空中直接打开降落伞 ， 然后慢慢降落回地球呢？
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宇宙飞船在太空中以很快的速度绕着地球旋转 ， 例如 ， 载人飞船一般在距离地表400公里的轨道上环绕地球运动 ， 其轨道速度为7.7公里/秒 。 想要把这么快的速度降为零 ， 绝非易事 。
当飞船要返回地球时 ， 制动火箭将会启动 ， 对飞船进行减速 ， 降低飞行高度 ， 使其脱离原先的轨道 ， 进入一个与地球表面相交的轨道 ， 这样飞船就能踏上返回地球的旅途 。
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不过 ， 飞船并不是竖直落向地球 ， 如果是这样 ， 在地球引力的作用下 ， 加上飞船本身原有的速度 ， 飞船将会以极高的速度冲进地球大气层 。 速度过快 ， 气动热效应过强 ， 巨大的热量会烧毁飞船 。
另一方面 ， 飞船进入地球的角度也不能太小 。 否则飞船在飞向浓密的地球大气层时 ， 会被反弹回太空中 ， 无法正常受控返回地球 。
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不过 ， 控制好角度 ， 飞船能以跳跃式再入大气层 。 飞船冲入大气层后 ， 被弹回太空中 ， 充分减速后 ， 然后再进入大气层 。 通过这样的方式 ， 可以让速度达到第二宇宙速度（11.2公里/秒）的飞船返回地球 。
目前 ， 我国的新一代载人飞船试验船已经成功通过跳跃式再入大气层 。 未来 ， 载人登月飞船可以通过这种方式返回地球 。
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一般而言 ， 飞船会以大约3度的再入角进入大气层 。 只有以合适的角度再入大气层 ， 飞船既不会烧毁 ， 也不会弹出太空 ， 可以利用大气层进行充分减速 。
由于飞船并不是静止从太空中落回地球 ， 在太空中打开降落伞是没有意义的 。 首先 ， 太空几乎是真空的 ， 降落伞打不开 ， 根本起不到减速作用 。 其次 ， 飞船以极高的速度返回进入大气层 ， 与空气的相互作用将会产生巨大的热量 ， 降落伞会被烧毁 。
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飞船以极高的速度再入大气层 ， 将需要面对高温挑战 。 当飞船在大气层中高速飞行时 ， 飞船前端会强烈压缩空气形成激波 ， 由此产生巨大的热量 。 为了应对上千度的高温 ， 飞船外层包裹着隔热材料 ， 或者能够剥离带走热量的烧蚀材料 。
高温还会让飞船周围的空气发生电离 ， 形成等离子体 。 这会阻断飞船与地面控制中心的通信 ， 飞船进入“黑障区” ， 这是返回时最为危险的阶段 。
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2003年 ， 美国宇航局（NASA）的哥伦比亚号航天飞机在再入大气层期间 ， 由于过热而导致解体 ， 这个隐患是在发射时埋下的 。 在哥伦比亚号发射升空时 ， 一块公文包大小的泡沫从外挂燃料箱上脱落 ， 撞上航天飞机的左侧机翼 ， 砸出了一个25厘米宽的破洞 。 当航天飞机再入大气层时 ， 巨大的热量涌入破洞 ， 最终引发解体 。
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那么 ， 为什么航天飞机在飞上太空时没有解体？或者说为什么飞船在升空时不会产生高温？
飞船在升空时 ， 由于巨大的重力和空气阻力 ， 加速十分困难 ， 飞船的速度并没有被加速到很快的速度 。 在冲出浓厚的大气层时 ， 飞船的速度也只有大约1公里/秒 ， 这样的速度不会产生巨大的热量 。 因此 ， 升空时的气动热效应不会产生什么威胁 。
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【宇宙飞船返回时，为什么要冒着烧毁的风险加速穿过大气层？】穿过黑障区之后 ， 飞船的速度已经大幅度降低 。 随着高度的下降 ， 空气密度也变得越来越高 。 待到合适的速度 ， 飞船的降落伞才会打开 ， 这样才能给飞船起到减速作用 。 一些飞船在着陆之前还会启动反推火箭 ， 使飞船最终能够安全着陆 。
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