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太空中扔下一個罐子，經(jīng)過超1000℃的高溫摩擦，如何保證安全？

2022-03-28 17:43:13 作者：本網(wǎng)發(fā)布來源：熱處理生態(tài)圈分享至：

前段時間，在全國人民面前，上演了這么一幕，一個罐子從太空中扔了下來。

這個罐子從高度約400公里的太空軌道進入大氣層后，會以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生摩擦，形成上千攝氏度的高溫，如同一個熊熊燃燒的火球沖向地面。

罐子高度下降至100公里左右時進入“再入段”，隨著高度持續(xù)降低，大氣密度也持續(xù)增大，艙體與大氣的摩擦也越劇烈，罐子需要承受的再入熱流值也越大。此時罐子艙外是上千攝氏度極高溫。

太熱太耀眼，等一會，我們用紅外光學(xué)設(shè)備可以在罐子穿越黑障區(qū)時連續(xù)穩(wěn)定跟蹤其再入狀態(tài)，在黑白圖像中我們可以看到罐子就如同流星一樣劃破長空，再結(jié)合晝間環(huán)境，那就是“白晝流星”！

再往后，罐子打開降落傘，離地1米時反推發(fā)動機點火，罐子軟著陸。

再之后，相信大家都比小編清楚了，我們的三名宇航員安全的著陸，留下身后歷經(jīng)高溫炙烤、摩擦燒蝕后面目大變的罐子，矗立在風(fēng)中自信的向世界展示著中國的航天科技的硬實力。

我久久的看著罐子發(fā)呆，嘖嘖稱贊，它從落下之后到著陸之前，是如何做到完好無損的呢。要知道當(dāng)它返回地球，進入大氣層時，大氣摩擦產(chǎn)生的高溫可達(dá)1000~1200℃。它所使用的隔熱材料需要在高溫下保持原有強度與剛度，受較大熱應(yīng)力不變形，耐熱疲勞特性優(yōu)秀，此外其密度必須非常小且易加工。

這些因素不容閃失，不容犯錯，不管你科技多么發(fā)達(dá)，一個小錯誤后果將不堪設(shè)想。美國“哥倫比亞號”就曾被這樣的超高溫氣體溶解，解體，最終導(dǎo)致執(zhí)行太空任務(wù)的7名宇航員全部遇難。

據(jù)了解，本次為航天員乘坐的返回艙織就“防熱服”的人，是火箭院航天材料及工藝研究所結(jié)構(gòu)復(fù)合材料研究與應(yīng)用中心的防熱材料研制團隊。這支研制團隊先后承擔(dān)了神舟飛船返回艙、嫦娥五號返回器和天問一號火星探測器等系列空間探測用高性能輕質(zhì)防熱材料和防熱結(jié)構(gòu)的研制和生產(chǎn)任務(wù)。

神舟飛船返回艙用燒蝕材料要滿足要求：

1）必須滿足力學(xué)、燒蝕防熱、隔熱、高低溫交變、高可靠等性能。

2）必須滿足空間探測需求，防熱材料和防熱結(jié)構(gòu)要極致輕量化。

防熱材料研制團隊對幾十種原材料進行了成百上千種的配方設(shè)計、篩選及無數(shù)次的試驗。攻克了材料配方、成型工藝、材料修補技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。低密度燒蝕材料的配方設(shè)計、熱物理性能、燒蝕性能、低溫性能和大面積灌注工藝性能等關(guān)鍵技術(shù)處于國內(nèi)外先進水平。根據(jù)選定的低密度燒蝕防熱材料，對蜂窩的尺寸及相關(guān)工藝進行細(xì)致的研究論證。負(fù)責(zé)機加和裝配工藝，確保產(chǎn)品從毛坯件變成與圖紙完全相符的產(chǎn)品。