閱讀此文之前，辛苦點擊右上角的“關注”，既方便您進行討論與分享，又能給您帶來不一樣的參與感，感謝您的支持! 美蘇冷戰時期，是人類航空科技高速發展的時期。但就算是在那個航天技術蓬勃發展的階段，也有一個問題是美蘇兩國難以解決的。 這個問題就是黑障，這個困擾了整個人類社會整整80年的時間，直到在2023年的6月4日，我國的神舟15號載人飛船在返回地球時才成功突破了這個障礙。 黑障到底有多可怕？我國又是如何解決的？
什么是黑障區所謂黑障區，簡單來說就是航天器在以極快的速度返回大氣層的時候，會經歷一個信號屏蔽區。 因為航天器在返回地球時，飛船的表面會與大氣層產生劇烈的摩擦，表面溫度會在短時間內急劇增加。
極高的溫度會燃燒掉飛船周圍的氣體分子，最后在飛船表面形成電離現象。 大量的電離氣體會完全把整個飛船包裹其中，不管是飛船的信號還是外界的信號都會被阻斷，這就意味著飛船與地方指揮部之間的通訊會在短時間內被阻斷。 這是非常危險的，因為飛船的返回艙在返回地面之前，在高溫下本身就有可能會出現機械故障。 如果再失去了地面指揮部的指揮信號，就可能會導致飛船無法按照預定的軌跡順利降落。一旦出現意外，就會機毀人亡。
所以美蘇兩國的科學家一直在想辦法，希望可以攻克黑障區。但是，在近80年的時間內，他們都沒有獲得任何的成果。 因為黑障區它并不是一種特殊的自然現象，而是飛船在返回地球時與大氣層產生摩擦所形成的一種特殊阻擋信號的區域。 除非我們能夠想辦法避免飛船在返回地面時與大氣層產生摩擦，否則，返回艙在落地之前，會與地面指揮塔失去信號就近乎是必然的。
當時美蘇兩國的科研機構想了兩種辦法來度過黑障區： 一種是為飛船的返回艙設立一種專門的外形；第二種辦法則是在飛船上涂抹一種可以消除等離子的材料。可是，事實證明，這兩種辦法都沒有用。 后來，美蘇航天機構又開始在返回艙上安裝功率更強的通訊與測量設備。但就算是這樣，也只能夠保證返回艙在返回時與地面指揮部門的信號時斷時續，想維持穩定的信號溝通，完全沒可能。
所以，在一番努力以后，美蘇兩國的科學家均認為，想要徹底解決黑障，恐怕得靠后世的科學家了，他們自己是搞不定這件事的。 在過去幾十年的時間內，任何國家的航天器在返回地球時，一旦路過黑障區，就只能是關停機械設備，靜待返回艙按照預定的軌道度過黑障區，再與地面恢復聯系。
所以，世界各大國的宇航員都是在頂著這種巨大的安全風險在執行宇航任務。在新世紀到來以后，美國、歐洲的科研部門不是沒有想辦法來解決這一問題，但效果一直不大。 直到2023年的時候，中國在這一技術領域獲得了突破。 中國成功獲得技術突破對中國來說，我們自然也是知道黑障區的存在的。況且，在最近20年的時間內，中國的航天技術發展速度很快。 我們發射了屬于自己的大型通訊衛星，還建立了屬于中國的空間站，天宮空間站，如今中國已經常態化的在派宇航員到空間站駐扎了。
這就意味著我國的航天器會周期性的往返地球和空間站之間，那么就必須想辦法消除黑障區的阻礙來盡可能的維護中國宇航員的生命安全。 所以，在我國航天技術不斷發展的同時，國家也抽調了包括中科院院士包為民在內的一大批專家投入到了解決黑障區的科學研究中。 經過了多年的努力，包為民教授確實搞出了一套行之可行的方案。在最開始的時候，包教授所率領的科研團隊的研究思路與當年美蘇兩國科研團隊的研究思路是大致相同的。
他們是想在飛船表面研發出一種特殊的外涂層，防止在飛行器穿越大氣層時，在周圍形成高溫等離子隔離帶。但事實證明，想搞出這種先進的外部涂料非常困難。 所以，包教授另辟蹊徑，決定通過改進通訊系統并且研制新型的自主導航系統。從這兩個方面入手搞出一套新的度過黑障區的方案。 在包教授的努力之下，他的科研團隊此前就已經完成了對高超音速物體的精確跟蹤測量。
這就意味著在我國飛船的返回艙進入大氣層，并且通過黑障區的時候，我們可以利用其他的一系列輔助性手段來時刻監測正在迅速墜落的返回艙的飛行軌跡。 大家不要小看這一點，只要能夠實現對返回艙返回時飛行軌跡的有效判斷，我們就可以通過大規律的通訊信號輸出裝置不斷的向返回艙發出信號。 這些大功率信號是有可能突破返回艙周圍的等離子保護壁的。
然后，包教授又主導了新型通訊設備的研發。雖然這種通訊設備依舊無法實現對飛船返回艙的長期有效穩定的通訊，可在短期內代替飛船自帶的通訊系統是有可能的。 同時，包教授的團隊還設計了一整套新型導航系統，讓飛船的返回艙可以減少對地面指揮中心的依賴。就算在沒有地面指揮中心的幫助下，還能夠讓返回艙安穩的落在地面。 而這套系統被首次運用在了神舟15號的任務上。在2023年的6月4日，神舟15號載人飛船成功著陸東風著陸場。 在神舟15號飛船帶著宇航員著陸時，我國的科技人員成功實現了對神舟15號飛船的有效跟蹤。
它在穿過黑障區的時候，也沒有失去信號。這就意味著中國航天在完全突破黑障區這一技術領域成功獲得了決定性的突破。 而在四個多月以后，神舟16號的宇航員在乘坐返回艙返回地球時，他們的返回艙也順利的穿過了黑障區，我國的地面指揮部門也沒有失去對神舟16號返回艙的信號。 這些消息無不意味著我國徹底突破黑障區就在眼前了，這對于我國航天事業的發展來說是有著積極作用的，這意味著未來中國的宇航員在返回地球時有了更多的安全保障。
要知道，培養一個宇航員，可是要花不少錢的。 宇航員培養有多難其實，只要無法突破黑障區，人類文明想進行大規模的遠程航天，就幾乎是不可能的，因為每一個宇航員在返回地球的時候都會遭上這一劫。
雖然在近幾十年的時間內，很少會因為黑障區出現安全事故，但萬一有一天真的出現了事故，又該怎么辦呢？ 要知道，這些載人航天器的返回艙上可都是攜帶著宇航員的，而每培養一名宇航員，都需要投入大量的資源。 比如說美國。美國培養一個合格的宇航員要花費超過十個億美元，因為這些宇航員本身都久經訓練，他們有不少都是來自于各個大學的、擁有博士學位的頂尖科研人才。
這些人還得熟練的掌握各種維修技能，能夠在太空中遭遇險境時盡快處理險情。所以每一個合格的宇航員都是當之無愧的多面突擊手。 而我國的宇航員不像美國那樣，可能會在民間招募。中國的宇航員大多都是從戰斗機的飛行員中選拔的，那些宇航員之前有不少都是特級飛行員。
而我國的航天事業搞了幾十年，花費了那么多的錢，攏共加起來也只培養出了不到40名宇航員，中國可是一個有著整整14億人口的國家。 而在全球范圍內，合格的宇航員數量在400人左右，也就是說，70億地球人，只能出400個合格的宇航員。 這些宇航員每一個都是當之無愧的人類精英，每損失一個，對于一個國家來說都是傷筋動骨的。
所以，盡可能的保護這些宇航員的生命安全是必須要做的事情。只要我們能夠搞出突破黑障區的技術，就能夠讓這些宇航員在返回地球的時候少一重危險。 所以，從科學層面上來看，我國的科研團隊基本突破黑障區是值得稱贊的成就。 這也再次證明了我國在航天技術領域確實已經達到了世界一流的水平，一些能夠困擾美國的技術難題都難不住中國。
也相信在國家的大力推動之下，未來中國航天技術的發展速度還會更快，我們應該對此有充分的信心。
|
