嫦娥六号返回时有多么震撼？

被2000度高温灼烧后的返回舱，表面都烧焦了，甚至起泡了，内部却跟没事一样，最后还能精准无误地返回地面。

这就让人非常好奇，航天器的返回舱是如何隔热的？

目前，人类所有的航天器在从太空返回时，都是利用气动减速。

也就是返回舱再入大气层时，完全不需要燃料和发动机，而只利用空气阻力来减速。

当嫦娥六号返回时，是以接近每秒约11.2公里的第二宇宙速度，进入大气层，这相当于31马赫的超高速飞行。

在这么高的飞行速度下，返回舱会急剧压缩周围空气，这种挤压导致返回舱表面迅速升温，达到2000多摄氏度。

那有朋友会问了，为什么不给返回舱增加反向助推器呢？这样可以主动减速。

不是不可以，而是不划算。

就拿马斯克的龙飞船为例，它有18台姿态控制推进器，其燃料比冲为300秒。

也就是说每秒消耗一公斤的推进剂，产生的推力可以持续300秒。

如果龙飞船重10吨，那么需要加注42.5吨的燃料，才能将速度降低5公里/秒。

这样一看，性价比确实不高，所以工程师们就把目光投向了几百公斤重的隔热罩上。

第一代隔热技术没啥特别的，就是用一些熔点非常高、比热容也非常高的金属合金，涂在飞船外面，一层不够就多涂几层。

只要不把外层金属熔化，热量就传递不到飞船内部。

这种方法简单粗暴，但会使得飞船变得非常笨重，而且温度上限也不够，早年的苏联东方号飞船和美国的水星号飞船，用的就是这种技术。

后来，随着美国阿波罗登月计划的展开，第二代隔热技术发展起来了，在“硬抗”的基础上加入了“烧蚀”技术。

就像这个纸杯，里面的水都烧开了，纸杯也不会起火，因为沸腾的水汽在不断带走热量。

同样的，在第二代隔热罩中加入烧蚀材料，当这种材料在高温汽化的时候，便带走大量热量。

就比如阿波罗飞船的隔热大底，它把一种含有金属添加剂的硅酸钠做成蜂窝结构，再在蜂窝结构里面填充环氧酚醛树脂。

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。

有朋友可能会注意到，美国的阿波罗飞船在返回地球后，表面看起来好像没有烧灼的痕迹，而我们的嫦娥六号都烧得起泡了。

要解释这个问题，先来看看不同飞船的气动外形。

这是50多年前的阿波罗飞船，上窄下宽。

这是2022年用来执行绕月试飞任务的猎户座飞船，整体呈一个锥形。

这是刚刚回到地球的嫦娥六号返回舱，整体呈一个钟形。

这是我国新一代载人飞船，整体也呈一个钟形。

当美国的那种锥形飞船再入大气时，底部承受的热量最高，能达到几千摄氏度。

由于锥形的倾斜角度较大，飞船侧面和顶部的温度其实只有几百度。

所以当你从正面去看阿波罗飞船，好像没有被烧灼的痕迹，但是底部已经被烧焦了。

这种锥形飞船会带来一个问题，就是“得房率”不高，通过牺牲飞船空间来降低隔热难度。

锥形的倾斜角度越大，侧面的温度就越低，但是飞船内部的空间就越小。

而我国的钟形飞船，内部空间是明显要大于美国的，空间大，能装载的东西就越多。

由于倾斜角度变小，在飞船进入大气层时，它的底部不可能完全正对着前进方向，稍微侧着的那部分就会被烧到，所以这很考验飞船侧面的隔热技术。

我国之所以敢把倾斜角度做小，去增加空间利用率，是因为我们的隔热技术已经发展到了第三代。

美国的猎户座飞船，它的隔热大底加工过程极为繁琐，33万个蜂窝孔，都是纯手工一个个灌注环氧酚醛树脂。

全部加注成型，周期往往长达六个月。

而我国飞船的隔热材料，采用热压罐一次成型技术，大大缩短了制造周期，仅需8小时就能完成。

不仅如此，在我国新型飞船侧面，采用了更先进的烧蚀材料，而且是可以拆卸更换的，这样就实现了飞船的重复使用。

别看嫦娥六号返回舱的表面都被烧焦了，它是在牺牲自我，保全飞船。这种能隔热的蜂窝材料可是相当厉害。

这么说吧，它可以在2000度以上的超高温环境下工作，能够在530秒的工作时间内将舱内温度保持在30度以下。

当返回舱回到地球后，紧接着就是“开箱”。

可能有人会担心，一个铁疙瘩烧红了，刚落地几分钟，地面救援就到了，这时候开舱不烫吗？

那你是真不知道这种材料的神奇，就算把它烧得通红，熄火一秒后，摸上去也不会觉得烫。

瞧见了吧，中国航天技术的强大，往往体现在材料学的进步。