神舟十九号发射成功!为什么发射过程,没经历惊心动魄的黑障区?

嵌入式的大杂烩 2024-11-01 08:52:43

文/编辑:嵌入式大杂烩

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2024年10月30日凌晨,神舟十九号成功发射,并与我国空间站完成了对接,但却有很多网友发现。

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我们的神舟十九号在飞往太空的途中,竟然没有经历危险的黑障区!

要知道,黑障区就相当于地府的鬼门关,每次火箭发射,几乎都会经历一次黑障区,而这次神舟十九号,却没有经历,这又是怎么回事呢?

航天征程的“鬼门关”

太空对人类来说,是一个充满未知与挑战的领域,每一次航天任务的成功,都凝结着无数科技工作者的智慧和汗水。

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然而在浩瀚的宇宙中,隐藏着许多不为人知的危险。

“黑障区”更是如同鬼门关一般,考验着每一次航天飞行的成败。

它并非大气层中的固定区域,而是一种特殊的物理现象,是航天器高速穿越大气层时面临的严峻考验。

黑障区的形成,源于航天器与大气层之间激烈的“摩擦”。

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当返回舱以每秒数公里的速度冲入大气层时,其表面与空气分子剧烈摩擦,产生极高的温度,最高可达2000摄氏度。

在如此高温下,舱体周围的空气分子被电离,形成一层等离子体构成的电离层,如同给返回舱穿上一件“信号屏蔽衣”。

这层等离子体对电磁波有着强大的吸收和反射作用,导致无线电信号无法穿透。

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这时航天器就会与地面失去联系,而这种通信中断的现象,便是我们所说的“黑障”。

黑障区的出现,给航天任务带来了巨大的挑战,对于航天员而言,黑障区意味着与地面完全失联,无法获得任何指令和支持。

在这段“黑色五分钟”里,他们只能依靠舱内设备和自身经验应对各种突发情况,承受着巨大的心理压力。

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并且因为经过黑障区时会失去信号,所以无法实时跟踪航天器的位置,一旦发生意外,搜救工作将变得异常复杂和艰难。

实际上,黑障现象并非仅于航天器返回地球时出现,只要有物体以极高速度冲入大气层,皆存在遭遇黑障的可能。

神舟系列飞船在返回地球时,都会经历一段时间的黑障区。

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而对于发射升空的航天器,由于其在稠密大气层内的速度相对较低,通常不会出现明显的黑障现象,但也还是会有这种现象发生。

这次在2024年10月30日发射的神舟十九号载人飞船,就没有经历黑障区。

黑障的危害不仅仅局限于航天领域,洲际导弹在再入大气层进行打击的过程中,同样会经历黑障区。

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那时洲际导弹仿若隐形战机,致使地面防御系统在对其追踪和拦截时难度骤增,甚至全然失效。

中国技术攻克黑障

黑障问题困扰了全球航天科技工作者将近80年。

自 20 世纪 50 年代起,美国、欧洲等国家和地区便倾注诸多资源,致力于探究突破黑障之法,怎奈进展迟缓。

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黑障的存在,如同一道无法逾越的鸿沟,制约着航天技术的发展,也给全球安全带来了巨大的隐患。

为化解这一难题,各国科学家进行诸多尝试,历经波折,最终觅得一个最具可能性的解决之法。

一种设想是通过反向加速来降低航天器进入大气层的速度,从而减少摩擦和热量产生。

可这需要巨大的推力,意味着燃料负载和飞船重量的增加,反而会带来更多的问题和挑战。

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但中国航天科技工作者并没有放弃,通过不断探索新的技术路径,终于在黑障区技术上取得了重大突破。

2023 年,神舟十五号飞船成功达成穿越黑障区的稳定跟踪,此乃中国成为全球首个掌控此技术国家的显著标志。

那么中国是如何突破黑障难题的呢?

其实这都归功于两个方面,一个是中国科学家在材料科学领域取得了重大进展,研制出了能够抵御2000摄氏度高温的新型耐热材料。

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这些材料被应用于航天器外壳的制造,有效地保护了航天器和航天员免受高温的侵蚀。

第二个是中国在通信技术领域也取得了突破性进展。

通过改进信号传输技术和开发新的通信方式,中国实现了在黑障区内与航天器的稳定通信,从而实时掌握航天器的状态和位置信息。

中国电科自主研发的测量雷达,成功完成了返回舱在黑障区内的精准追踪任务。

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这种雷达采用了先进的相控阵技术,能够穿透等离子体鞘,捕捉到航天器的微弱信号,从而实现对航天器的实时跟踪和定位。

此项技术成功得以应用,意味着中国于反导领域获重大突破,对未来全球安全格局定将带来深远影响。

黑障技术将带来新的挑战与机遇

中国于黑障技术取得的突破,不仅于航天领域意义重大,还极有可能在全球军事格局里引发深刻久远的影响。

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洲际导弹在进入大气层时同样会进入黑障区,以往各国的反导系统往往难以在黑障区内对高速导弹进行有效拦截。

而中国突破黑障技术后,将有能力对这些导弹进行精准定位,从而大幅提高导弹拦截成功率。

目前许多国家都在加紧发展高超音速武器和洲际导弹技术,试图通过这些高速武器突破现有的防空系统。

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可黑障的存在使得这些武器在打击时具备了“隐身”特性,这为全球的防御带来了极大的挑战。

而中国在黑障技术上的突破,不仅是对国防力量的保障,同时也为地球安全起到了一定的作用。

结语

黑障技术的发展,不仅需要科学家和工程师的努力,也需要公众的理解和支持。

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而且通过科普宣传,可以让更多人了解黑障现象及其重要性,提高公众对航天事业的关注和支持,为航天技术的发展创造更良好的社会环境。

并且黑障技术的研究,也会让相关的科学领域更上一层楼,比如将等离子体物理、材料科学、通信技术、人工智能等领域的最新成果应用于黑障问题的研究,可以开辟新的技术路径,加速黑障技术的突破。

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总而言之,黑障技术的研究任重而道远。我们需要以更加开放的思维、更加创新的方法,不断探索和挑战,才能最终攻克黑障难题,为人类航天事业的发展开辟更加广阔的前景。

参考信息

“神舟十九号载人飞船发射圆满成功!情报员:致敬航天,盼英雄凯旋”

“我国载人飞船黑障区跟踪测量取得重大突破”

“稳定跟踪黑障区穿越!相控阵雷达、“追星大篷车队”护送飞船安全返回”

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