神舟十二号黑障是什么（黑障区是怎么形成的）

三位“出差”太空的中国航天员胜利回归了！

但人类踏出地球“领地”，如今想要平安回家，需要经过的考验可不轻巧。神舟十二号的返回须突破重重困难：高速、高热，甚至信号被“黑障”阻断，通讯失联……最终航天员才能从黑暗、失重和寂静的太空返回地球家园，脚踏实地落到我国土地上。返回舱回来时究竟要经历什么？又是什么为他们“保驾护航”？

“黑障”：通讯中断

最初，航天员乘坐的返回舱与推进舱分离，返回舱会逐渐调整角度，切入返回轨道，专业词叫“调整配平攻角”。之后，返回舱进入大气层，内部的航天员开始承受巨大的、超出体重好多倍“过载”压迫，与此同时“黑障”也就开始了。

首先，我们先解释一下黑障是什么。水滴落在水面上会出现涟漪，这就是高速物体在密度不同的介质中运动时，产生的冲击波的作用，“黑障”的形成也是同理。

我们试着将飞船的返回舱看成水滴，大气层看成水面，当返回舱“归家”，进入稠密的大气时，产生的情形就与之类似。只不过因为航天器的速度要比水滴快上许多，产生的冲击波自然也无比强烈，加上高温的作用，大气和返回舱表面的隔热材料发生电离，共同作用形成了一个“等离子套”，也就是隔绝通信的“黑障”。

黑障区

隔绝通信听起来很轻巧，其实危险程度远超我们想象。地面技术部在黑障的4~6分钟期间完全失去对飞船的遥控能力，一切只能取决于航天员的自主能动能力，值得一提的是，飞船的关键操纵事件十分密集，而且是不可逆的——这句话的意思是飞船控制人员的每一个动作只有着极短暂的反应时间，且立刻就要进行下一个动作。

精密的航天学科不容错漏，高速的航天器哪怕偏离了预定轨迹仅是几分钟，落地误差就可能达到几十甚至几百公里，我国航天器落到别的国家地界会出现政治问题，但最可怕的是这些误差可能导致飞船撞在山上机毁人亡，这种可能性并不小，高层大气剧烈变化（如刮起大风）时极有可能影响航天器的轨迹。而因为等离子套的存在，雷达无法精准地锁定坠落轨迹，搜救也变得困难起来，因超高音速压力而昏厥的航天员可能会丧失生命。

黑障虽然理论上有解决方案，如更改通信系统的部署位置让信号能够穿透等离子套较薄的地方、改变航天器表层材质，减少电离程度等等，但现阶段无法完全避免，毕竟每一项都会让航天器的结构大幅改变，都不是小工程。

但黑障虽然难以避免，我们国家却可以用电扫雷达和其他的方式确定航天器的返回轨迹，那段时间内虽然航天员和地面无法互相联系，但他们却仍然被守望着，地球的“根”从未斩断过。

“浴火”：高温烧蚀返回舱

黑障期间，内部“失联”，而返回舱外部也同样饱经高温的考验。

返回舱高度下降至100公里左右时进入“再入”阶段，大气密度持续增大，为返回舱提供减速的同时，舱体表面与大气层摩擦还产生了恐怖的高温，达到2000摄氏度以上，在红外光学跟踪成像显示中，返回舱如同一颗壮观的“白昼流星”。

虽然如此，但返回舱内的温度却能维持在30摄氏度左右，内部的航天员几乎感觉不到温度的变化。这是由于返回舱在设计时就穿上了“防热衣”。这层隔热材料在高温中融化、升华，气体会带走大量的热量，经过大约560秒的烧蚀防热，使得内表面舱的温度维持在较低的水平。

这种防火材料经过了严格精密的研究和试验，最终确定为了蜂窝状。

航天科技集团医院、航天材料及工艺研究所的高级工程师邓火英说明：“蜂窝骨架就相当于人身体的骨骼，能够对人的肌肉组织进行增强，同时还起到了降低应力的作用。”

这种结构已经经历过了十几次的“实战”，每次返回舱落地之后，科研人员还会到现场取下材料进行取样研究，不断改良，为这次神十二返回的成功打下了坚实的基础。

降落：多次缓冲

返回舱降落到距离地面40公里左右高度时，黑障结束，飞船已经大幅减速，当到约10公里高度的地方，引导伞、减速伞、主伞三种着陆伞依次打开，为返回舱提供多次的缓冲。

一、引导伞

引导伞同时也是个头最小的伞，它起到的作用是承受最大的力量，同时把减速伞从伞舱里扯出来。

二、减速伞

减速伞起到的作用就是减速，让返回舱从200m/s减速到90m/s左右，确保最大的主伞可以平安打开。

三、主伞

主伞是最大的伞，学名叫环帆伞，重量接近100公斤，面积可以达到1200平方米，是我国目前所有航天器里最大的一个降落伞。主伞的一环有96片，十多个人花了三个月才制作完成。它把减速伞90m/s的速度降到了8m/s，可以说是降落伞中最大的“法宝”。

央视动画演示返回舱降落减速

返回舱继续低速接近地面的过程中，伴随着 “抛防热大底！”、“返回舱垂挂！”、“反推发动机！”的指挥声，在距离地表只有1米左右时，下部的反推发动机猝然点火，地面尘雾升腾，在多重缓冲下速度成功降到2m/s以下的返回舱平稳着陆，航天员迅速切断伞绳，以防风把返回舱带走。

地面上的人们都急着迎接从太空凯旋的英雄，然而他们还有很多严格的工作流程，一直到85分钟之后，三位航天员才依次露面，由工作人员“抬”出返回舱，接受下一步的检查和隔离。

伤痛与意志

其实，航天员的凯旋虽然光鲜，但往往伴随着一定程度的伤痛。

首先是飞船穿越大气层时严重的“过载”，航天员必须承受自身重量十几倍的音速压力，期间可能会出现窒息、视力暂时丧失等症状；除此以外，太空的重力环境比起地球极为轻微，在“身体的负担”在太空中尽数卸下，在太空中的三个月当中航天员的骨骼和肌肉会出现萎缩现象；这种环境下，体液和血液的循环系统也会受到影响，回到地球时血液如同“倒流”，造成严重的晕厥感。

但三位航天员平安归来后，纷纷表示身体状态良好，这些除了神舟十二号周全的保护措施，也是他们坚韧意志的最佳体现。

向伟大的航天员和背后默默奉献的所有人致敬！

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