美国执行阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务的猎户座飞船又出问题了!在飞船即将回到地球之时,NASA表示猎户座飞船的服务舱氧化剂压力供应阀门出现了氦气泄漏的情况,不过这些氦气泄漏没有进入太空,速率虽高于地面测试值,但仍属安全范围。
虽然猎户座飞船出现了氦气泄漏的情况,但是飞船的推进系统还是正常运行的,有大约40%的燃料被消耗掉了。接下来,这艘飞船很快就会重返地球,进入大气层后剧烈燃烧起来,外部温度将会高达2700℃,整个飞船就像被熊熊大火包裹着。
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看到猎户座飞船出现了氦气泄漏的问题,可能有一些网友担心这艘飞船返回地球的过程中会不会出现问题。
因为之前美国在2024年6月发射的“星际客机”飞船也曾经出现氦气泄漏的问题,以及推进器故障的问题,原本这一次飞行任务只是计划飞行几天就返回地球,然而由于飞船出现故障,导致参与那一次飞行任务的宇航员被困国际空间站9个多月时间,才“换乘”载人龙飞船返回地球。
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现在猎户座飞船也出现了氦气泄漏的问题,确实会让人担心这艘飞船可能会有风险。不过,NASA表示,飞船现在还是正常的,出现泄漏的位置是在服务舱,而服务舱在飞船重返地球之前就会和飞船进行分离,不会影响到猎户座飞船的安全返航。
将经受2700℃高温灼烧
对于猎户座飞船来说,最大的挑战就是进入大气层时会被超过2700℃高温灼烧,整个飞船就像被熊熊大火包裹着。如果是在晚上进入大气层的话,它从我们上空飞过去,我们就会看到有一个很耀眼的火球。
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这其实也是正常现象,只不过,如果猎户座飞船没法抗住这么高温灼烧的话,就会化为灰烬。
因为接近3000℃高温的灼烧,一般的材料都会烧毁、融化,哪怕是钢铁都扛不住这么高温的灼烧。
这也是为什么那些火箭残骸、飞船残骸、卫星残骸在重返地球的过程中,基本上都不会掉下来砸到地面。因为再入大气层的过程中,这些航天器残骸直接在高温的灼烧下,一般的材料会直接燃烧化为灰烬,最多就是只有一些残骸没法完全燃烧殆尽,才会掉下来。
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在2024年3月8日,美国佛罗里达州的Alejandro Otero的房子被一块太空垃圾击穿屋顶,经过确认后,这一块太空垃圾是国际空间站丢弃的2.6吨废弃电池组的部分残骸。这个重达2.6吨废弃电池组最后也只有少量残骸掉下来,绝大部分残骸已经化为灰烬了。
猎户座飞船理论上是不会想那些残骸那样化为灰烬的。因为猎户座飞船外部有专门研制的可以耐高温的隔热罩,这些隔热罩可以承受极高的温度,还能有效阻挡这些热量向飞船内部传递,就算外部温度高达3000℃,猎户座飞船内部的温度也是很舒适的。
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这也是其他载人飞船具备的功能,像我们的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船、美国的载人龙飞船重返地球的过程中,也会承受超过1000℃高的灼烧,但是这些飞船都不会有问题,就是得益于飞船外部的隔热罩、烧蚀材料的保护。
当然,飞船自身的外形设计也是很关键的,而且在进入大气层后,飞船底部会承受最高的温度,所以底部可以使用一些承受能力更强的隔热材料,从而确保飞船不会被高温烧毁。
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虽然有这一系列的措施,但是猎户座飞船返回地球的过程中还是充满了风险的。
因为在2022年12月,猎户座飞船曾经去执行了阿尔忒弥斯1号无人绕月飞行任务,当时猎户座飞船返回地球时,也是经受2700℃高温的灼烧,当时猎户座飞船的隔热罩就出现了问题。
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正常来说,发现了飞船隔热罩出现问题的情况下,科学家们应该要对飞船隔热罩进行重新的设计、调整,但是美国方面并没有这样做,猎户座飞船隔热罩的问题实际上没有得到妥善的处理的。在这样的情况下,美国就安排猎户座飞船去执行载人绕月飞行任务,所以很多科学家都认为猎户座飞船的这一次载人绕月飞行任务风险极高,可能会在重返地球的过程中出现问题。
飞船为什么经受这么高温的灼烧?
有一些网友好奇,都是穿过大气层,飞船、卫星在发射升空的过程中不会出现这么高温的灼烧,为什么重返地球的时候,却要经受这么高温的灼烧呢?
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原因就和飞船、卫星的飞行速度有很大的关系。
从地球发射升空时,不管是飞船,还是卫星、探测器,它们都是慢慢加速不断爬升高度的,随着火箭、飞船速度越来越快,飞行高度越来越高,高空中的空气密度也会越来越小的。
随着空气密度越来越小,飞船、卫星的速度也会越来越快。在这个过程中,飞船、卫星、探测器、火箭的气动加热效应就不会很强烈。而在太空返回的情况就完全不一样了。
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像猎户座飞船从月球轨道返回地球,速度高达11.2公里每秒,比在近地轨道飞行的飞船、卫星、探测器速度还要快很多。当飞船以这么快的速度闯入大气层时,受到的空气阻力会越来越大,气动加热效应会越来越强烈,飞船前方的空气被极速闯入大气层的飞船剧烈压缩,温度就会急剧上升到2000多℃了。
在这样的情况下,飞船外部温度急剧上升,整个飞船就像被熊熊大火包围着,如果猎户座飞船隔热罩出现破损等情况,那超过2000℃的热空气可能就会从缝隙中进入到飞船内部,导致飞船出现解体等情况。
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所以,猎户座飞船重返地球的过程是极为惊险的,如果隔热罩没有问题的话,飞船就会按照程序打开降落伞进行伞降,最后溅落到预定的海域,如果隔热罩出现问题的话,那就难说了。
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