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航天飞机从轨道返回时,以 25 倍音速撞击大气层,并将自身包裹在热得足以熔化钢铁的等离子体中,而大火和内部宇航员之间唯一的东西是一层硅砖外皮,它非常擅长散热,你可以从熔炉中拉出一块发光的,并将其握在手中。
航天飞机从轨道返回后,以 25 倍音速撞入高层大气,猛烈地压缩前方的空气,使其点燃成数千度高温的等离子体,足以熔化钢铁。轨道飞行器通过自身的冲击波下降而幸存下来,将机头保持在一个陡峭的角度,这样最热的空气就不会接触到它的皮肤。外壳本身就是真正的奇迹:数千块轻质硅砖,每块都能够承受超过 1,200 摄氏度的温度,同时向下方的铝制框架传导的热量极少,在 NASA 的一次著名演示中,技术人员可以从熔炉中拉出一块发出橙色热光的硅砖,并将其捧在手中。 从轨道返回后,航天飞机以 25 倍音速撞击大气层,并将自己包裹在热得足以熔化钢铁的等离子中——这是大火和太空之间唯一的东西。里面的宇航员的皮肤是一层二氧化硅砖,非常擅长散发热量,你可以从炉子里拉出一块发光的,并把它握在你的手上。首次出现于19FortyFive。
来源:19FortyFive航天飞机是工程奇迹。我们从个人经验中了解到这一点,因为本文中的照片是我们 2025 年在史密森尼博物馆近距离观看航天飞机时拍摄的。它以 25 马赫(大约是音速的 25 倍)移动,以极快的速度划破空气。
在这样的速度下,再入大气层是一场充满摩擦、热量和保护飞机免于空中解体的危险游戏。
史密森尼 19FortyFive 航天飞机探索号 2025 年访问的原始照片。
当航天飞机深入地球高层大气时,它会快速压缩前方的空气,导致空气迅速升温到令人难以置信的极端温度。
航天飞机前面会形成冲击波,困在该冲击层前面的大气温度可以达到数千摄氏度——温度高得足以熔化钢铁。
在这些令人难以置信的温度下,分子分裂,原子失去电子,空气变成过热的等离子体。
散热姿势
航天飞机应对这一严峻工程挑战的解决方案是防止大部分热量到达航天飞机本身。
它以高迎角重新进入,以大约四十度的高度向上飞行。
这会在轨道下方产生冲击加热空气的融合,并使气流中最热的部分与航天飞机的结构保持一定程度的分离。
本质上,航天飞机依靠自身的冲击波穿过大气层。
史密森尼 19FortyFive 2025 年巡演原始照片中的探索号航天飞机。
热保护
航天飞机的热保护系统是航天飞机最显着的特点之一。轨道的不同部分根据预期遇到的温度使用不同的材料。
在航天飞机的底部,使用了不同的材料:轻质硅砖。
通讯中断
不过,再入期间与任务控制中心的通信也带来了其他挑战。
