神舟十九号发射成功！为何在发射过程中，没遭遇惊心动魄的黑障区

今天凌晨4点27分，在酒泉卫星发射中心，神舟十九号载人飞船成功发射！火箭尾焰划破夜空，载着三名航天员奔赴苍穹。

神舟十九号载人飞船成功发射

这一发射过程异常顺利，飞船精准入轨，可谓是举国欢腾的一幕。

然而，在发射成功之后，就有人开始疑惑了：为什么这次发射没有出现令人谈之色变的“黑障区”呢？

神舟十九号载人飞船成功发射

对于“黑障区”，想必大家也是有所耳闻的，一旦进入到黑障区，就会给航天员们带来无尽的黑暗和恐惧。

那么这次又是为何呢？难道是这项技术难题已经被攻克？还有其中另有隐情？

神舟十九号载人飞船

神舟十九号成功发射！

就在今天凌晨，神舟十九号穿破大气层，成功进入了预定的轨道，一切都在告诉我们：这一发射顺利完成了。

这次的发射也标志着我国在航空航天领域实现了又一突破。

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从神舟一号到神舟十九号，中国航天一步一个脚印地走到了现在，并且每一步都走得非常精彩。

而每一次发射也都意味着新的进步，更包含了航天人们的辛勤付出。

不过和载人飞船挂钩的还有一个词，就是“黑障区”。

黑障区

其实对于那些经常关注航天事业的朋友，一般对“黑障区”这个词还是非常熟悉的，毕竟是航天中还是比较常见的。

那么“黑障区”到底是啥？为什么会有那么多人的关注？

事实上，“黑障区”并不是一个固定的区域，而是飞船在高速穿越大气层时，和空气进行剧烈摩擦而产生的“副作用”。

黑障区

这种“副作用”的威力可不要小瞧，足以使飞船表面温度飙升至2000摄氏度，甚至能直接熔化大部分是金属。

其实说白了，就是一个金属物体高速冲入大气层，和空气分子剧烈摩擦，产生了大量的热量。

而这股热量会让飞船表面温度迅速升高，还会使周围的空气离子化，形成一层等离子体。

黑障区

这个时候，这套等离子体就像是个大号的信号阻隔罩，把飞船和地面的无线电联系给切断了。

对于航天员来说，进入黑障区意味着与外界完全隔绝，就好像是坠入了一个黑暗无声的世界。

到了那个时候，他们根本没有办法和地面上的控制中心联系，更接收不到外界的任何指令。

所以在这段时间里，他们只能靠飞船的系统来维持着自己的生命，祈祷着一切都能顺利。

成功落地

但事实上，黑障区带来的挑战可并不仅限于通讯中断，因为飞船被等离子体包围的时候，地面雷达也是难以准确锁定它的位置的。

可见，这给飞船的控制和引导带来了极大的困难，也增加了搜救的难度。

这也足以说明，在黑障区内飞船就像是一个迷失方向的幽灵，漂浮在茫茫太空中。

那么问题就来了，为什么神舟十九号发射时没有经历黑障区呢？

神舟十九号

神舟十九号：我们不一样？

事实上，进入“黑障区”的情况只存在于飞船返回的时候。

也就是说，在飞船发射的时候，一般是不会进入黑障区的。

因为在发射的时候，飞船是从地面逐渐加速上升的，所以在穿越大气层期间，飞船的速度相对较慢，和空气之间的摩擦所产生的热量还不足以形成等离子体。

而返回时，飞船就会以非常快的速度冲进大气层，这个时候，就会和空气产生剧烈的摩擦，从而导致信号中断，形成黑障区。

同时在发射期间，飞船在大气层里速度还够不快，也达不到产生黑障的程度，等到速度够快的时候，就已经飞出大气层了，也就不足以遭遇黑障区的“折磨”。

也就是说，当飞船飞出稠密大气层后，速度才会快速提升，最终达到第一宇宙速度，也就大概是每秒7.9公里。

然而这个时候的飞船已经进入了稀薄的太空环境，周围空气分子密度是非常低的，所以即使速度很高，也无法产生足够的摩擦力形成“黑障区”。

那么这也就是为什么神舟十九号能“躲过”黑障区了。

但在返回期间，飞船冲进大气层的时候，在加速度和重力的影响下，很容易就会引起黑障区，而这也是黑障区形成的关键。

其实对于黑障区，简单来说，它更像是一道由等离子体构成的“鬼门关”，飞船必须穿越这道关卡才能安全返回地球。

“黑障区”的形成也并不是单一因素作用的结果，而是高速、摩擦、等离子体共同作用的产物。

我们知道，飞船返回大气层时速度是非常高的，通常能达到每秒7到8公里，已经远超了音速。

那么在这个时候，这种极高的速度是产生剧烈摩擦的必要条件。

还需要注意的是，大气层可不是真空，而是由各种气体分子组成的，所以在飞船高速穿过大气层时，飞船就会和这些气体分子剧烈碰撞，使动能转化为热能，也就导致了飞船表面温度的急剧升高。

同时，高温还会导致飞船表面材料汽化，形成大量的带电粒子，而这些带电粒子会和周围的空气分子相互作用，形成等离子体层。

等离子体层具有特殊的电磁特性，可以吸收和反射无线电波，从而阻断飞船与外界的通信。

那么这些，就是黑障区形成的主要原因和过程。

不过虽然听着这些，感觉黑障区似乎已经成了不可避免的情况了，但如今科技在进步、社会也在不断地进步，相关的科研人员也在这方面下了不少功夫。

“黑障区”到底要怎么避免？

“黑障区”给载人航天任务带来了严峻挑战，但也促进了中国航天科技的快速发展。

为了克服“黑障区”带来的通信中断和跟踪定位难题，中国航天科技工作者们付出了巨大的努力，并取得了令人瞩目的成就。

他们研制出了先进的“相控阵雷达”，这一雷达能够更精确地跟踪飞船的位置，即使在黑障区内也能保持稳定的联系。

相控阵雷达

相控阵雷达是现代雷达技术的一项重要突破，它具有波束扫描灵活、抗干扰能力强、目标识别精度高等优点。

这些雷达系统能够发射高功率、高频率的电磁波，穿透“黑障区”的等离子体层，实现对飞船的稳定跟踪和数据传输。

通过不断改进和优化之后，中国航天科技工作者们，如今也已经把相控阵雷达技术应用于神舟系列飞船的返回任务中，为航天员的安全返回提供了可靠的保障。

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除了相控阵雷达，他们还发展了“光学跟踪技术”。

光学跟踪系统利用高精度光学设备，对飞船进行实时观测和跟踪，获取飞船的位置、速度、姿态等关键信息，能够捕捉到飞船进入黑障区时的高清图像，为地面控制中心提供更直观的信息。

而在神舟十五号返回任务中，中国航天科技工作者们在敦煌测控区成功捕捉到了返回舱进入“黑障区”时的高清图像。

这一技术也标志着中国在光学跟踪技术领域取得了重大突破，为解决“黑障区”跟踪难题提供了新的思路。

通过结合相控阵雷达和光学跟踪技术，中国航天科技工作者们构建了多种手段、全天候的飞船跟踪测控体系，有效提高了飞船返回任务的安全性。

更重要的是，中国现在已经能在黑障区稳定追踪飞船了。

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这就意味着，即使在通讯中断的情况下，地面控制中心也能实时掌握飞船的飞行状态，并及时采取相应的措施。

其实从神舟一号开始，中国航天科技工作者们就一直在探索如何解决“黑障区”带来的跟踪难题。

通过不断改进测控技术、优化测控网络布局、提高数据处理能力，中国逐步实现了对飞船穿越“黑障区”的稳定跟踪。

神舟十五号

目前，中国已经建立了覆盖全球的航天测控网，拥有先进的测控设备和强大的数据处理能力，能够对飞船进行全天候、全方位的跟踪和监测，确保航天员的安全返回。

曾经，“黑障区”是载人航天领域的一道难以逾越的障碍，但中国航天科技工作者们凭借不懈的努力，逐步攻克了这一难题。

如今，神舟十八号即将返回，未来中国航天科技也将继续在“黑障区”问题上取得突破，实现更安全、更稳定的太空探索。

神舟十八号

可以说，中国已经具备了在“黑障区”稳定跟踪飞船的能力，并为航天员的安全构筑了一道坚不可摧的“防火墙”。

中国航天的发展，从零开始，从小变大，从弱到强，经历了很多不容易的时光，也取得了不少辉煌的成绩。

而神舟十八号的返回，将再次考验中国的航天技术。

有消息称，甚至十八号将会在11月4日返回地球，我们期待着航天员的安全返回，也期待着他们能够免受“黑障区”的“折磨”。

未来，相信我国能在航天领域实现更大的突破，并取得更大的成就！

中国航天，未来可期！

信息来源：

新华社——《我国载人飞船黑障区跟踪测量取得重大突破》2023-06-04
央视新闻——《独家视频丨神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功》2024-10-30
百度百科——相控阵雷达
百度百科——黑障区