同樣的飛船,為何返回時溫度很高,從地球離開的時候卻沒有

時間 2021-10-14 23:08:56

1樓:

說到宇宙飛船,我相信每個人都知道該怎麼做。簡言之,它是人類為將宇航員或貨物等物體從地球送入太空而研製的一種航天器,同時完成一系列任務後能夠成功返回地球。

目前,航天器有兩種,一種是一次性的,另一種是可重複使用的。雖然美國是世界上第一個成功實施載人登月的國家,但人類歷史上第一個載人航天器並不是美國。2023年,前蘇聯“東方1號”飛船成功發射,成為世界上第一艘載人飛船。

如今,科學技術的發展越來越快。在宇宙的研究和發展中,技術越來越先進。目前,單體飛船的結構可分為單艙、雙艙和三艙。

據信,許多人在電視上**了宇宙飛船的發射。他們乘坐運載火箭升空,完成任務後返回地球。同時,當它們返回地球時,由於地球引力的影響,它們的速度越來越快。

然而,由於與大氣的摩擦,它們似乎沒有實際速度快。因此,離開地球的速度要比返回地球的速度快,這也使得它們由於大氣與航天器表面溫度的摩擦而返回地球。

事實上,航天器離開地球后,除了與地球大氣摩擦產生的高溫外,還將遭受宇宙中的超強輻射。但是,由於飛船的建築材料都是特殊材料,所以不必擔心安全問題。以中國神舟系列載人飛船為例。

在神舟系列飛船的建造過程中,科學家將在其表面塗上一層特殊的防腐耐高溫材料。同時,外圍還有一層燃燒材料。這層材料的作用是,當航天器遇到強烈的高溫時,它能很快幫助冷卻下來。

2樓:奇點使者

同樣的飛船,為何返回時溫度很高,從地球離開的時候卻沒有?

3樓:一個酸的檸檬

可能是因為飛船的速度和空氣之間的摩擦沒有產生太大熱量,但是返回的時候卻需要經過重重的大氣。

4樓:

因為從地球離開的時候,我們的速度並不是很快的,所以說溫度並不是很高。

5樓:qmzhna呀呀

因為離開地球的時候是從地球內部向外部執行,但是回來的時候是直接返回內部。

6樓:風蜂蜜柚子茶

因為返回的時候跟大氣層的摩擦是相當巨大的。

當宇宙飛船返回地球,為啥不惜燃燒的代價高速穿過大氣層?

7樓:吃貨科學探索

當宇宙飛船返回地球時,總是以極高的速度穿過大氣層,像流星一樣劃過天際,直到快要接近地面的時候,才開啟減速傘慢慢地降落。不得不說,雖然這種返回地球的方式很帥,但是卻存在著很大的風險,事實上也是如此,例如在2023年2月1日,“哥倫比亞”號太空梭就在以這種方式返回地球時因為高溫而解體。

這不禁讓人疑惑,當宇宙飛船返回地球時,為何要不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層?其實答案很簡單,下面我們就來一起了解一下,為什麼返回地球的宇宙飛船不能慢慢地降落。

大家都知道,地球的強大引力將我們牢牢地束縛在地球表面,如果要克服地球的引力,就必須要達到一定的初始速度,具體是多少呢?科學家早已計算出了答案:在地球的表面,當一個物體的初始速度達到每秒鐘7.

9公里時,這個物體就可以圍繞著地球轉圈而不會掉下來,這被稱為“第一宇宙速度”,而當初始速度達到每秒鐘11.2公里時,這個物體就可以掙脫地球的引力束縛,進而飛往太空深處,這被稱為“第二宇宙速度”。

為了更直觀地感受到這種速度有多快,我們不妨將它們的時間單位換算成小時,即第一宇宙速度為每小時28440公里,第二宇宙速度則為每小時40320公里。可以看到,這種速度相當的驚人,顯而易見的是,當宇宙飛船返回地球時,也會具備同樣的速度,那麼問題就來了,對於速度如此高的宇宙飛船,我們應該怎麼讓它慢慢地降落呢?

相信大家首先考慮就是利用減速傘,但問題是以我們人類現有的科技水平,似乎無法製造出能夠承受如此高速的減速傘,可以想象的是,當宇宙飛船返回地球時,不管什麼樣的減速傘只要一開啟,馬上就會被巨大的空氣阻力撕成碎片。

退一步講,即使是我們能夠製造出如此高強度的減速傘,也會面臨著極度高溫的考驗。當宇宙飛船高速穿過大氣層時,會劇烈地壓縮前方的空氣,從而導致高溫的產生,其溫度通常可達到1000攝氏度以上,而如果我們使用減速傘的話,那麼被壓縮的空氣將會在瞬間成倍地增加,隨之而來的就是更加高的溫度,從而使減速傘在劇烈的燃燒中化為灰燼。

所以說在我們還沒有能力製造出集耐高溫與高強度於一身的減速傘之前,用這種方法使宇宙飛船慢慢地降落是行不通的。那麼我們能不能利用火箭發動機的反推力將返回地球的宇宙飛船慢慢減速呢?

理論上來講,這種方法是可行的,但問題是火箭發動機的反推力是需要燃料的,而要使速度如此高的宇宙飛船減速,更是需要大量的燃料。也就是說,如果我們要採用這種方法,就必須要求宇宙飛船在升空時額外攜帶大量的燃料,然而以我們現在的相對“原始”的以化石燃料為基礎的運載能力,要將這些額外的燃燒送上太空,是需要消耗超級多的燃料的,這根本就不現實。

因此在我們擁有更加強大的動力之前,這種依靠反推力的方法也是行不通的。於是我們就只能利用大氣層的阻力來為宇宙飛船減速了,我們不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層,其實是不得已而為之,因為我們根本就沒有能力讓宇宙飛船慢慢地降落。

目前我們讓宇宙飛船返回地球的方式大致可分為三種,分別是“彈道式”、“滑翔式”以及“跳躍式”。簡單地講,“彈道式”就是讓宇宙飛船直接往下掉,當空氣的阻力使其降到合適的速度後,再開啟減速傘或反推裝置使其平安落地。

“滑翔式”是利用空氣的上升力使進入大氣層的宇宙飛船像滑翔機那樣一邊飛行一邊下降,這樣就延長了減速的時間,使得宇宙飛船的降落更加精準,同時也讓其中的宇航員不必承受太大的衝擊。

而對於那些速度極高的宇宙飛船(比如說從月球歸來的宇宙飛船),則需要採用“跳躍式”,採用這種方式的宇宙飛船會以一個很小的角度進入大氣層,在經過大氣層短暫的減速過程之後,又利用空氣的上升力離開大氣層,然後再一次進入大氣層,如此反覆,就像“打水漂”一樣,直到宇宙飛船的速度下降到合適的水平

8樓:可樂

因為如果在大氣層中待的時間越長,對宇航員就有非常大的生命危險的。所以必須得不惜燃燒代價高速穿過大氣層。

9樓:小鵬丶助手

大氣層很厚,當宇宙飛船穿過大氣層的時候會受到很大的阻力,所以以燃燒的代價高速穿過

10樓:養生丫丫

當宇宙飛船返回地球,之所以不惜燃燒的代價高速穿過大氣層是因為如果速度過低的話被壓縮的空氣將會在瞬間成倍地增加,隨之而來的就是更加高的溫度,從而使得宇宙飛船在劇烈的燃燒中化為灰燼,所以目前也只能利用大氣層的阻力來為宇宙飛船減速了,不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層,其實也是不得已而為之,因為目前的技術根本就沒有能力讓宇宙飛船慢慢地降落。

飛船同樣穿過大氣層,為什麼返回時會有高溫,升空時卻沒有?

11樓:回鍋肉炒雞蛋

目前,無論是載人飛船還是貨運飛船,都是由火箭發射升空的。太空船完成任務後如何返回地球?

當航天器返回時,它們被重力加速向下。但同時,稠密的大氣層會使航天器減速。一般來說,航天器返回地球的速度要慢於加速著陸。

根據牛頓力學,地球的第一宇宙速度為7.9公里,這是航天器的最大軌道速度。隨著軌道高度的增加,軌道速度逐漸減小。

載人航天器的軌道高度一般為400公里,相應的軌道速度約為7.7公里/秒,由於動能巨大,航天器本身沒有足夠的燃料來減速,只能依靠地球稠密的大氣層來減速。

航天器首先啟動火箭發動機在軌制動,使其在地球引力作用下脫離原軌道進入大氣層。一般來說,100公里是空間分界線。航天器重返大氣層的方式有很多,如彈道、跳躍和滑翔,其中任何一種都是利用空氣阻力來減速的。

在再入過程中,由於航天器前面的空氣受到強烈壓縮(而不是航天器與空氣摩擦),航天器外表面的溫度上升到1000度以上。為了保證航天器的安全,需要採取措施應對這種高溫。

航天器如何應對高溫?中國神舟載人飛船系列將在飛船外表面塗上燒蝕材料,在高溫作用下燒掉,離開飛船,從而帶走大量熱量。美國航天局的太空梭使用隔熱瓷磚,腹部用隔熱陶瓷,機翼和機頭用碳碳複合材料,機身用其他隔熱材料。

絕熱材料對航天器的安全返回起著重要作用。2003,當美國宇航局的哥倫比亞太空梭起飛時,外部燃料箱上的泡沫落下並擊中機翼,刺穿了機翼上的熱瓦。哥倫比亞號太空梭返回時,熱氣體從其機翼上的小孔中湧入,導致太空梭解體,機上7名宇航員全部遇難。

當飛船的速度完全減速時,巨大的降落傘將開啟,進一步使飛船減速到每秒10米以上。當中國神舟載人飛船離地1.4米左右時,還將發射一枚推力火箭,使飛船安全著陸。

美國宇航局的太空梭滑翔返回地球,當它最終著陸時開啟降落傘剎車。飛船返回時將經歷高溫。為什麼不在起飛時呢?

原因是火箭起飛時速度不是很快。火箭起飛重量大,大氣層稠密會產生很大阻力,火箭加速困難,速度小,氣熱效應不強。

12樓:匿名使用者

可能進入大氣層和出大氣層是不一樣的而且一個是有地心引力的加速作用

13樓:匿名使用者

因為升空的時候溫度沒有返回時高,主要是速度不夠。

14樓:啦啦嚕啦啦

因為升空時的速度並沒有降落時的速度那麼快,因此降落時會導致高溫

15樓:ao崽

它的溫度差是不一樣的,所以就是說升空返回溫度也不一樣

16樓:匿名使用者

聲空使業偶高溫直播沒有返回時那麼高深空的時候,只需克服空氣阻力

17樓:不服輸的黑巖

因為升空時候的速度是沒有返回時候的速度快的

18樓:我學吧我學吧

即使是穿過相同的大氣層,那麼在兩邊溫度不一樣的情況下,也是會產生不同的溫度差異的

19樓:丨擇城

主要太空梭則是採用隔熱瓦,機腹覆蓋著隔熱陶瓷,機翼和機鼻上安裝的是碳-碳複合材料,其餘機身使用其他隔熱材料。

20樓:匿名使用者

在升空過程中,火箭在離開大氣層時(大氣層的稠密區域)其速度並未達到環繞速度(第一宇宙速度)。火箭會在真空中進一步加速達到環繞速度。所以返回艙進入大氣層的速度大於火箭離開大氣層的速度。

21樓:匿名使用者

這個可能是因為一個就是升空一個就是返回的不同的吧

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