在穿越大氣層過程中，神舟飛船返回艙和大氣層摩擦會產生兩千多度的高溫，足以融化地球上大部分的物質。之前神舟十五號飛船返回艙進行過展出，返回艙外部蜂窩狀的外殼涂料上有一面完全焦黑碳化，那就是飛船返回艙進入大氣層時被灼燒的痕跡。如此大的差異，當我們知道了真相后，讓人不得不感慨太空飛行之旅真的充滿了驚險。其實，返回艙的外部經過了特殊的處理，比如說外部涂有一些燒蝕材料、隔熱材料，就算外部的溫度高達上千攝氏度，但是不會把返回艙燒壞，返回艙的內部溫度很舒適，不會威脅到航天員的安全，也不會影響到火星車的正常運行。

神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場預定區域成功著陸。 （新華社記者 彭源/圖）

據了解，神舟返回艙通過黑障區時，高溫灼燒時間超過6分鐘，綜合熱量達到每平方米12萬千焦，在數千攝氏度高溫下，若是普通材料，即便里三層，外三層，返加艙早就被燒穿了，所以必須使用超強隔熱材料。

神舟十二號的隔熱大頂是最耐高溫的部分 （圖片來源：央視網）

飛船返回艙的降溫主要通過三種方法：一是吸熱式防熱，在返回艙的某些部位，采用導熱性能好、熔點高和熱容量大的金屬吸熱材料來吸收大量的氣動熱量；二是輻射式防熱，用具有輻射性能的鈦合金及陶瓷等復合材料，將熱量輻射散發出去；三是燒蝕防熱，利用高分子材料在高溫加熱時表面部分材料融化、蒸發、升華或分解汽化帶走大量熱量的方法散熱。

在航空航天領域，隔熱防護的材料要求有很多，要耐高溫、強度高、同時還要重量輕。為了同時滿足這么多的要求，研制人員在防熱材料的選擇過程中進行了成百上千次的試驗，最終確定了蜂窩狀的防熱材料。艙體最外層的是蜂窩狀隔熱層，這一層是用特殊的玻璃纖維與有機合成樹脂復合而成的燒蝕材料，返回艙在返回地球進入大氣層的過程中與大氣層發生劇烈摩擦，從而產生幾千度的高溫，它便可以在高溫燒蝕過程中熔化升華，從而為艙體吸收并帶走大部分的熱量。不僅如此，在燒蝕材料熔化的過程中還會在飛船表面形成一個高溫輻射散熱層，使熱量向外輻射，防止熱量傳遞到艙體內。內層材料是高反光耐高溫金屬層，它可以通過熱輻射原理進一步輻射掉大部分熱量，保證航天員在艙內的安全與舒適。

“神舟五號”返回艙燒蝕底碎片（中國國家博物館藏）

經歷高溫，燒蝕涂料燒掉之后留下的黑色痕跡 （圖片來源：央視截圖）

當然，為了進一步增強隔熱材料的隔熱能力，在高溫之下，返回艙蜂窩狀結構外表面增加另一層散熱材料，直接從固態升華成的氣態，此過程吸收了大量熱量，剩余熱量通過蜂窩狀結構分解。有了這層散熱材料，即便是經歷3000攝氏度高溫灼燒，艙內也會溫暖如春，保證在25℃左右，不過該材料在分解過程中會留下黑色的痕跡。

除了使用多種復合抗燒蝕和絕熱材料構成的防御架構，宇宙飛船里面還有著一套熱防護系統，那就是飛船空調管道里面的殘余冷卻劑；通過冷卻劑蒸發并從單向閥排出飛船返回艙的方式，這套系統能夠讓返回艙內部的溫度變得適宜。所以，宇宙飛船返回艙的熱防護結構實際上是一個相當復雜的體系工程，而并不是使用單一設計單一材料就能夠完成的，也就是這好幾套設備共同發揮作用的前提下，飛船的返回艙才能在穿越地球稠密大氣層，并進行劇烈減速的前提下，確保自己的核心區溫度依舊處于人類適宜水平當中。

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