当宇宙飞船返回地球时，为什么要不惜燃烧代价，高速穿过大气层？

“请等待4分钟!”

这是宇航员在返回地球的途中，穿越黑障区的时候突然失联的信号，很快这条信息就被传到了地面的指挥中心，工作人员们在等待了4分钟之后，终于收到了宇航员返回舱的信号。

但是短暂的4分钟之内，车外的宇航员已经被烧的通红，面临着失联的危险，那么宇航员返回地球的时候为什么要不惜一切代价，花费更长的时间穿越大气层黑障区，这其中又存在着什么样的危险?

一、黑障区。

宇航员在完成了太空任务之后，就需要返回地球，但是在宇宙空间中待了很久的时候，宇航员的身体已经习惯了失重的状态，因此在返回地球的时候，往往会出现一些身体不适的现象，这就需要宇航员进行一段时间的适应性训练。

但是在宇宙飞船返回地球的时候，最危险的时刻就是穿越大气层的黑障区，这个时候的黑障区是地球大气层中的最稠密的一层，同时也是温度最高的一层，宇航员的联络会在这一时刻中断，因此也是最危险的一刻。

太空空间中虽然是真空状态，但是也并不是像宇航员们所说的“没气”，其实宇宙空间中还是有少量的气体存在的，只是这些气体的浓度非常的稀薄，因此才被称之为“真空”，但是在宇宙空间中，由于没有空气的阻力，飞船便可以以很高的速度飞行。

但是一旦穿越大气层的时候，飞船所受到的空气阻力就会非常大，同时飞船也会受到非常大的空气摩擦力，因此会渐渐的减速，最终开始自由落体下坠，在这个过程中，飞船的外壳就会受到极大的冲击，因此也需要将宇航员的体验重力适应以及减轻冲击力的值得一提的是，黑障区的位置不是固定的，主要取决于宇宙飞船在太空中的飞行轨迹，比如我国的神舟飞船在飞行的过程中，大概是要经过8天的时间才能再次返回地球。

而在这8天的时间中，神舟飞船已经飞行了很长的一段距离，因此它所经过的大气层的黑障区的位置就会随着飞行距离的增加而逐渐向地球表面移动。

因此在宇航员返回地球的途中，还需要不断的调整推进火箭的火力，使其在穿越大气层的过程中，能够适应大气厚度逐渐变小的情况，这样就能够逐渐的降低飞船的速度，使其够以较小的速度再次返回地球。

二、危险。

因此返回舱穿越黑障区的危险主要有两点，一是温度的危险，二就是失联的危险，那么宇航员能够穿越黑障区的危险吗?

1、高温的危险。

大气层的黑障区大概位于海拔70公里的位置，此时大气层的温度大概在2000℃左右，而飞船再次返回地球的时候，通常是以11公里/秒的速度直接冲破大气层的黑障区，因此也就不难理解，飞船在穿越黑障区的时候，温度会在极短的时间内上升到非常高的数值。

因此当飞船穿过黑障区的时候，飞船的外壳以及外面的宇航员都会变得通红，甚至还会出现熔化的现象，但是如果说只是这样的话，那宇航员们就还是能够安然无恙的，因为神舟飞船的外壳可以承受1000℃的高温，因此在穿越黑障区的时候，就不会对宇航员们造成危险。

但是在穿越黑障区的过程中，飞船的外壳可能会被空气摩擦力磨损的非常厉害，因此也会出现划破外壳的现象，因此这些划破的部分就会受到高温的影响，因此也就会溶解掉，而飞船的外壳也会因此逐渐的变薄，这样就会对宇航员造成一定的危险，因此宇航员们在返回地球的时候，就需要将飞船的火力调小，使其速度下降，并在飞船外壳被烧的通红的时候，再次升空，通过飞船的动力，将火力烧尽，让飞船以自由落体的方式返回地球，这样一来，宇航员就能够逃过一劫。

但是对于飞船外壳被烧的通红，无法克服的问题，也可以通过提高飞船外壳的材料质量来解决，比如说目前我国的神六飞船，它的外壳就是采用碳效化合物陶瓷纤维制成的，这种外材不仅比较轻薄，而且还有很好的隔热性能，因此可以很好的保护飞船的外壳，防止宇航员受到危险。

2、失联的危险。

在飞船穿越黑障区的时候，地面的指挥中心就会失去与宇航员的联系，因此也就无法得知宇航员们是否有危险，这一段时间中，宇航员们若是出现了什么问题，也无法及时的得到救援，因此这就极大的增加了宇航员失联的风险。

三、为什么要不惜燃烧代价高速穿越大气层。

既然飞船在返回地球的时候，会有这么多的危险，那为什么不在飞船再次返回地球的时候，做一些调整，使其能够更加的安全呢?

其实这么做的话并不难，对于飞船来说，只需要在穿越大气层之前，提前将飞船的火力关小，那么飞船就会以更慢的速度飞行，这样一来，就能够很好的避免飞船在穿越黑障区的时候，被烧的通红，也就能够避免宇航员失联的危险。

但是这样一来，飞船的速度就会减小，因此也就会增加飞船再次返回地球的时间，这样一来，就会增加飞船再次返回地球的成本，因此飞船就需要多进行几次发射升空的任务，而且这样一来，就会增加飞船的燃料消耗量，因此会增加飞船的重量，这就会进一步的增加飞船的成本，因此飞船再次返回地球的时间就会进一步增加，也会使宇航员在太空中停留的时间更长。

其实飞船再次返回地球的时候，不做调整，直接以自由落体的方式返回地球，是最为便宜的，因此宇航员只需多进行一些训练，就能够很好的适应这种方式，因此也就不需要增加太多的花费。

四、返回舱的设计。

为了保证宇航员们在返回地球的过程中，不受到黑障区的危险，我国的神舟飞船在设计的时候，就对这种情况进行了考虑，它的返回舱采用了“水陆两用”的设计，这样一来，当飞船再次返回地球的时候，可以在水面上着陆，从而最大限度的减少飞船的下降速度，但是在水上着陆的时候，宇航员的下降速度也会比较快，因此飞船还需要在下降的时候，打开降落伞，从而可以减少宇航员的下降速度，这样一来，飞船就能够保证宇航员的生命安全。

但是在飞船落地面之后，宇航员若是受伤了，地面的工作人员就无法及时的发现，因此在飞船再次返回地球的时候，还会发射一枚信号弹，这样一来，飞船再次返回地球的时候，地面的工作人员就可以根据信号弹的声音，来找到飞船的落点，从而救援宇航员们。