载人绕月飞船成功发射，返航需承受近3000℃高温灼烧挑战

4月2日，美国成功发射了一艘猎户座载人飞船，把美国宇航员里德·怀斯曼、维克多·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫，以及加拿大航天局宇航员杰里米·汉森送上了太空，他们开启了为期约10天时间的飞行任务。

在过去几十年时间内，我们人类发射了很多载人飞船去中国空间站、国际空间站执行飞行任务，而这一次猎户座的飞行任务和之前的很多飞行任务都不一样。因为这艘猎户座飞船不是去近地轨道的空间站，而是要飞往38万公里外的月球轨道。

按照计划，猎户座飞船在发射升空后会加速奔向月球，来到月球附近后会进行制动减速，把速度降下来以后就会绕月球飞行，在飞到月球背面后就开始返回地球。从发射升空到返回地球，这一次飞行任务预计历时10天时间。

首先，这是一次载人的绕月飞行任务，也是美国阿尔忒弥斯载人重返月球计划的第一次载人飞行任务，也是猎户座飞船的首次载人飞行任务。

而且，这是在阿波罗17号载人登月任务结束后，时隔50多年，我们人类首次实施载人绕月飞行任务。所以这一次飞行任务备受关注。

这一次飞行任务要实现绕月飞行，不过不会进行载人登月，载人登月任务由后续的阿尔忒弥斯4号任务去完成，而原计划进行载人登月的阿尔忒弥斯3号任务已经调整为近地轨道的交会对接试验了。所以，原本计划在2027年实施阿尔忒弥斯3号载人登月任务也被推迟到了2028年实施阿尔忒弥斯4号任务去载人登月了。

猎户座飞船在发射升空后，就会加速飞往月球，在这个过程中和地球的距离越来越远，和月球的距离会越来越近，当来到月球附近后飞船会减速，然后绕飞到月球的背面。在到达月球背面后，飞船会借助月球的引力进行加速返回地球。

看起来整个绕月飞行任务很简单，从地球出发，绕到月球后就返回地球，但是整个过程其实是非常复杂的。

因为飞船在发射升空后，需要加速才能进入地月转移轨道轨道奔向月球，在飞往月球的过程中飞船还需要进行姿态的调整，确保飞船精准飞往月球。

在来到月球附近时，飞船飞行速度是非常快的，已经远超月球的逃逸速度了，还需要减速才能绕月飞行，最后才能返回地球。如果这个过程中稍微出现点问题，那飞船可能就没法完成绕月飞行，甚至可能会没法返回地球。

当飞船完成绕月后返回地球时，速度会相当快，接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒。这个速度比在近地轨道飞行的飞船、空间站、卫星都要快得多，在近地轨道飞行的飞船、空间站、卫星的速度接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒。

飞船以这么快的速度重返地球时，气动加热效应就会非常强烈，温度会飙升到1000℃甚至更高的温度。这个温度的高低和飞船重返地球时的速度有关系，速度越快，温度就越高。

在近地轨道飞行的飞船、卫星、探测器重返地球时速度超过7公里每秒，温度达到1000多℃。而从月球轨道、火星轨道返回地球时，这些飞船、探测器的速度接近11.2公里每秒，气动加热效应会更加强烈，温度就会飙升到接近3000℃。

这是没法避免的事情。因为飞船飞行速度这么快，飞行高度那么高，意味着飞船的动能和重力势能都是很大的，而在重返地球的过程中，飞船速度会越来越慢，最后稳稳地降落到着陆场那里，这时候的动能、重力势能都归零了。那飞船在飞行过程中的动能、重力势能去哪里了？

根据能量守恒定律，能量是不会凭空消失的，飞船的动能、重力势能肯定是通过某种方式转化为其他形式的能量了。

飞船进入大气层后，气动加热效应很强烈，飞船外部温度急剧上升，实际上就是飞船的动能和重力势能转化为热能了。

当然，这样的情况也只有在登陆有大气层的星球时才会出现剧烈燃烧的现象，像登陆月球这些没有大气层的星球时是不存在这样的情况的。

由于月球这些星球没有大气层，所以在登陆的过程中就没法使用气动减速来降低飞船、探测器的下降速度了，只能通过飞船、探测器自身的发动机进行缓冲减速，如果发动机推力出现问题，或者燃料不足的话，那飞船、探测器可能就会“硬着陆”到月球表面。

飞船返回地球的过程中会剧烈燃烧起来，那飞船发射升空的过程中为什么不会出现这样的情况呢？实际上飞船发射升空和返航的过程是相反的。

飞船从外太空返回地球进入大气层后，遇到的空气会越来越浓密，而飞船发射升空过程中遇到的空气则是越来越稀薄。

当飞船、火箭组合体从地面发射升空的过程中，一开始速度很慢，随着火箭不断加速，火箭、飞船组合体的速度会越来越快。

虽然这个过程中飞船速度不断上升，但是高空中的空气越来越稀薄了，所以气动加热效应并不会很强烈，外部温度不会很高。所以就不会出现剧烈燃烧的现象。