主要信源：

中国青年网 《神十六“黑科技”：返回舱舷窗涂层可以自清洁》2023.5.31

光明网《印度总理莫迪：2040年载人登月，2035年建空间站》2023.10.19

前言

去年10月31日，神舟十六号载人返回舱顺利在东风着陆场着陆。

不过有细心的网友发现，神十六的返回舱外表被烧的“焦黑”，而印度“加甘扬计划”的返回舱却表面却干干净净。

为什么会出现这种情况？难道是我们技不如人？

神十六返回舱焦黑

神舟十六号作为我国的载人航天工程的第十六艘飞船，在2023年5月30日，通过长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。

三位航天员状态良好，发射也取得圆满成功。在空间站中完成了各种科学实验和任务后，10月31日返回地球，并且顺利在我国东风着陆场着陆。

通过现场播和现场记者的返图，可以看出神十六返回舱表面，但是有一大半都是“焦黑”的颜色。

不仅如此，我国历代神舟系列的返回舱都有不同程度“焦黑”。

主要是我国空间站距离地面的高度达到400公里，因此返回舱返回时会通过大气层，就会产生剧烈摩擦。

听起来像是，直接“往下跳”就行了。

但实际上，返回着陆难度不亚于发射升空。

正所谓“上山容易，下山难”虽然发射难度很高，但是返回着陆其实更加凶险。

载人航天飞常准备返回地球时，要做好非常充足的准备。

首先，神舟十六号需要先和中国空间站进行分离操作，但是这个分离并不是随便就可以分离的。

这时，返回舱就要针对飞行姿态进行调整了，必须保证再入角小于3°到8°之间。

而这个再入角度数就是返回的关键，是返回舱返回大气层的时候，和再入点处速度方向与地平面要形成夹角。

这样可以最大程度保证返回舱不会因为过热而受到损坏，因为把再入角保持在这个区间内，返回舱就可以以一个“相对安全”的环境下进行着陆。

如果再入角度存在偏差，比如大了点，就会让返回舱遇到更快比那花的大气密度，从而导致与大气层和空气阻力造成的摩擦更大，对返回舱的要求会更加高。

因此，如果不找再入角进行返回，很可能就会处于更危险的情况之下。

可以说，从太空返回地球的难度十分能凶险，尤其是在进入大气层之后。

返回舱找好角度和飞行姿态后，会与大气层和空气阻力发生强烈的摩擦，摩擦就意味着高温问题。

就像一颗陨石，从太空进入地球，可能一块很大的陨石，因为受到大气层影响，可能还没到地球表面，就已经“消失”了。

因此，对返回舱的材料要求就特别高的。

在进入大气层之后，返回舱受到地球引力影响，速度会达到每秒钟8-11公里。

这时，返回舱的温度至少已经达到了2000摄氏度，所以说即使再高强度材料，也会因为和大气层的摩擦出现“焦黑”。

不过，印度在航天上没有中国强，但是在返回舱返回时，却没有出现“焦黑”的情况。

这究竟是为何？

印度返回舱干净如新

印度作为目前发展速度很快的国家，同时也是一个大国，也一直拥有一个航天梦！

于是在2023年10月21日，印度就在进行了一次发射任务。

这次任务主要目标是，测试载人飞船乘员逃逸系统的有效性，也就是试一试印度航天的返回舱好使不好使。

虽然，印度的胆子一向很大！

不过，毕竟这是航天工程，印度可是在今年打算把三名航天员送到高度400公里的地球轨道上停留三天。

但是必要的有效性试验还是要做的，毕竟培养一个航天员并不容易。

于是这次在10月21日，印度就成功完成这个“加甘扬”载人航天任务一次关键性测试，成功向太空发射一艘不载人的飞行器。

并且在达到预定目标之后，返回舱成功和火箭进行分离，并且成功返回地球。

不过让人意想不到是，印度的返回舱居然跟新的一样，难道是因为落到海里洗干净了？

从印度媒体图片上来看，印度返回舱的LOGO都跟新的一样！

好家伙，印度这是掌握了外星科技吗？

不知道以为是把飞船送到太空，来了一个“飞船SPA”一样。

但是在看了印度这次的计划流程才发现，难怪如此！

这次印度“试验”任务，原本定在印度时间的8点整进行发射。

但是因为当时天气原因，推迟到了8点30分，之后又找了个理由推迟到了45分。

终于可以发射了！

你猜怎么着？点完火又熄火了，还好没爆炸！

印度航天局说是计算机出现了问题，之后经过了一个多小时的调试，终于在10点发射了。

说实话，这还只是一次测试试验，真为今年要进入太空的三名印度航天员担忧啊！

这次火箭确实是顺利升空了！飞得很高！

距离地球已经“高达17公里高空”，火箭和返回舱顺利分离！

返回舱也成功打开了降落伞，并且成功落入孟加拉湾！

印度航天局马上发文，圆满成功！

由此得知17公里的高空！也就是17000米，说实话战斗机飞的都比这高！

原因也算是找到了，这次印度试验，根本就没有进入太空之中，也没有经历和大气层的摩擦，所以也根本不会发黑！

你就说是不是从天上掉下来的吧！

并且这个返回舱下落速度只有2500米每秒，甚至还没高超音速导弹飞的快！

不过这次，印度试验也是为了测试载人飞船乘员逃逸系统的有效性，因此只飞这么高也可以理解。

所以，印度返回舱才看着和新的一样！

不过造成神十六返回舱焦黑的原因，其实也不全是大气层摩擦的原因！

因为仅凭黑或者不黑是没法直观判断出技术高低的，而且从某种程度上来说，我国返回舱会发黑，反而是优秀的代表。

这是怎么回事，黑反而更好了？

返回舱黑代表“优秀”

和印度实验相比，我国神十六是从400公里高空坠入地球的。

而且坠入地球，突破大气层的速度可以达到10.9公里每秒，但是和大气层摩擦的造成“焦黑”的原因，还和我国航天使用的材料有一定关系。

神十六使用的材料是一种新型合金材料和轻质碳基微烧蚀材料。

这个材料有一个特点，就是返回舱表面温度越高，那么就会越“焦黑”。

因为返回舱表面温度最高可以到3000摄氏度，外壳也会燃烧起火焰，宛如流星砸向地球一般。

如果是一般的材质，可能早就被燃烧成灰烬了，但是我国这种特殊的航天材料，即使和大气层摩擦，也只是会在表面留下“碳化”的痕迹。

这就是我国科研团队研制新一代的航天材料的威力，一种低密度烧蚀防热材料。

这个材料特点就是，表面越黑，那么就证明表面吸热能力越好，而舱内的温度也就会越低。

即使外面，燃起熊熊火焰，舱内的温度也不会超过30摄氏度。

因此这种特殊材质，在我国载人航天工程中，做出巨大的贡献。

其实中国航天实力还远不止这么，我国的航天实力到底有多牛？

中国航天到底有多牛

除了面对高达1000-3000摄氏度的高温考验，选择了先进的烧蚀材料和隔热技术，而且通过多年的研究，我国在防热材料上水平在全球都很领先。

而且还突破了“黑障”！

和印度发射任务不同的是，我国因为是从400公里的空间站返回地球的。

因此除了在经过大气层时候产生极高的温度，并且还会产生“黑障”现象。

那就是因为冲入大气层时，气体分子会和返回舱表面烧灼材料发生“电离”的问题。

一旦电离发生，那么这些电离在高温情况下，就会向包包子一样，把整个返回舱给围起来。

就像是一个特殊“保护罩”一样。

不过这个东西可不是会保护航天员的安全，不仅不会保护，还会影响返回舱和地面的通讯。

因为这个“保护罩”把返回舱包裹住之后，就会形成“等离子体鞘套”，它会严重影响电磁波吸收和衰减。

因此当等离子体鞘套存在，返回舱就会进入“黑障”状态，这就会导致飞船和地面通信发生异常中断。

也会让地面通信无法捕捉到返回舱的状态，而这个过程就称为“黑障现象”。

但是，经过我国科学家的不断努力，神十六返回舱上就很大程度上解决了黑障现象带来的影响。

其中，敦煌测控区指挥长曾强表示过：

“目前我们在雷达和光学这两个方面，都获得巨大的提升，目前已经完成了突破黑障区的方法”。

因此，返回舱顺利通过黑障区之后，地面指挥中心就可以之间捕捉到返回舱具体位置，甚至还可以拍摄到返回舱的高清图像。

所以，我国不仅是在航天防热的材料获得领先，在突破黑障的通讯技术上也比之前获得巨大提升。

目前，我国最新型防热材料不仅可以做到重量很轻，还是做到有效容积也要比美国火箭还要大。

能够以很小的尺寸和重量，就解决我国载人航天隔热上的问题。

并且目前我国研制全新一代的防热材料，打算在我国的“空天飞机”上使用。

空天飞机可以给空间站进行补给，可以多次重复的回收利用，因为要多次在大气层之间往返，因此对隔热要求会很高。

也正是因为我国在航天材料上的不断进步，才能够让我国航天走的更远。

结语

因此，返回舱一身焦黑并不是因为技术不行，而是因此采用了更先进的材料和技术方案。

目前我国已经宣布了2030年的载人登月计划，相信我国在航天技术和航天材料上还会更进一步。

参考资料：

中国青年网 《神十六“黑科技”：返回舱舷窗涂层可以自清洁》2023.5.31

中华人民共和国人民政府《我国载人飞船黑障区跟踪测量取得重大突破》2023.6.4

光明网《印度总理莫迪：2040年载人登月，2035年建空间站》2023.10.19

新华社《神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆》2023.10.31