神舟13号成功返回地球，外表烧得漆黑，火箭发射为啥不会烧黑？

 

北京时间4月16日09时56分，神舟十三号载人飞返回舱成功降落在东风着陆场，经现场医护人员确认后，翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员身体状态良好，本次神舟十三号载人飞行取得了圆满成功。

在离开地球的六个月里，神舟十三号机组成员创造了多项中国航天记录：

神舟飞船首次太空径向交会对接

中国连续在轨运行时长纪录

首次使用快速返回技术

以上这些既是中国航天的里程碑，也意味着中国在星辰大海路上又前进了一大步。

而从太空中到重回祖国怀抱的过程中也有许多艰难险阻，但好在神舟十三号经受住了考验，安全地带回了三名宇航员。

从现场传回来的图像我们可以看到，神州十三号的外壳有明显的灼烧痕迹，黄色的外壳下有些地方已经发黑，隔热瓦有些也已经脱落，这说明在返回地球的过程中它经历了剧烈的高温燃烧，也说明了我国材料技术的过硬。

但问题来了

为什么降落时飞船会燃烧发黑，发射时却不会呢？

毕竟从速度上来看，洁白无瑕的火箭外表在经历每秒数公里的高速飞行时，同样会与地球大气产生摩擦，效果和飞船返回舱高速返回时的情形并无本质区别，为什么发射不会烧黑，返回却会烧黑呢？

这就要探寻一下燃烧的本质了

原来飞船的燃烧并不同于我们常见的燃烧现象，它其实是飞船在以极高的速度穿过大气层时发生的气动加热现象可，也就是当飞船在空气中高速穿行时，飞船前端的空气来不及向周围扩散，于是就被剧烈的压缩并因此产生大量的热能。

此时的飞船表面温度迅速上升至上千摄氏度，远远看起来就像飞船燃烧起来变成了火球。

在长征二号F遥十三火箭发射神舟十三号的时候，它起飞重量达到了497吨，但因为地表附近的空气密度很高，具有很强的阻力，所以火箭在大气层内飞行时速度并不快，气动加热现象并不明显，再加上火箭表面通常还有整流罩，所以气动加热效应对处于上升期的火箭影响并不是很大。

而飞船准备返回地球时，首先会与空间站进行分离，分离后飞船进行第一次姿态调整，再分离轨道舱，然后带着返回-推进舱继续前进。

由于本次神舟十三号采用了快速返回技术，所以只用绕地球五圈就可以找到返回时机了，进行二次调姿后发动机就会点火制动，降低飞船速度并脱离原有轨道。

这时飞船开始从400公里高的轨道高度下降至145公里左右，然后再次进行姿态调整并分离推进舱，返回舱带着宇航员们继续下降。

由于此时的速度可高达每秒8公里，所以飞船前端的空气来不及向周围扩散，就会被剧烈的压缩从而产生巨大的气动加热效应，这就导致返回舱的表面会迅速升温至上千度。

不过在返回舱表面是特制蜂窝状防热材料的帮助下，三名航天员所在的舱内温度其实只有30度，航天员们不会有不适的感觉，有趣的是：杨利伟当年从太空回来时，由于是第一次从太空返回地球，所以在听到隔热瓦脱落碎裂的声音后以为是返回舱要碎了，惊出了一身冷汗。

回到此次的神舟十三号上来，当隔热瓦充分吸热后，返回舱的高速也就到达了10公里左右，此时返回舱的速度已经下降至200米每秒，降落伞这时也会因为空气密度增高而逐渐打开，辅助返回舱进一步减速到3.5米每秒。

最终在距离地面1.2米的时候，返回舱会启动反推火箭彻底把速度降到0，这也意味着返回舱正式从400公里的太空安全回到大地上了。

至于降落伞为啥不在一开始就打开，是因为地球的大气并不是均匀分布的，而是距离地球表面越近，空气密度就越高。

随着高度的增加，空气密度也会呈指数级下降，在地球表面厚度约为12公里的对流层中，就包含了地球75%的大气质量，到了100公里左右高度的大气层，空气密度仅为海平面的220万分之一，所以降落伞在大气层边缘根本起不到减速的作用

总而言之

在目前的技术水平限制下，降落伞和落地之前的反推火箭就是最实用的装置了，未来也许会有更先进的装置，比如反重力。