神舟十三号已成功着陆！为何飞船返回时剧烈燃烧，升空时不会？

　　很多人都有一个疑问， 航天十三号 升空的时候，上面的字儿都能看得清清楚楚，可是回来后，返回舱表面烧成了一个 碳球 。
　　还好宇航员们都穿着 宇航服 ，不用担心 高温 带来的影响。
　　神舟十三返回舱颜色泾渭分明，一边黑黝黝一边金灿灿
　　想要知道为何飞船在 发射和返回过程 中的天壤之别，我们就得明白火箭是 怎么升空 的？飞船又是 怎么返回 的？这个过程中有什么 危险 吗？以后的返回舱能够 避免 被烧成碳球吗？神舟十三号已经成功着陆，人们却在好奇： 为什么飞船返回时剧烈燃烧，升空时却不会？
　　细看神舟十三返回舱燃烧后的表面火箭是怎么升空的？
　　许多人存在一个误区，就是认为想要 飞出地球 ，必须在 火箭发射速度 上达到 第一宇宙速度 。
　　其实不是，想要离开地球进入预定轨道围绕地球旋转，只需要在离开的那 一瞬间 达到第一宇宙速度就可以了，发射时候的速度没有硬性规定。
　　第一宇宙速度为7.9km/s
　　所以这就解开了第一个疑问，为什么飞船升空的时候外壳不会 熊熊燃烧 ，因为速度根本就没有我们想象中的 快 ！
　　我们都知道，地球上存在 空气摩擦 ，在大气层内，速度越快摩擦就越大，被消耗的能量也就更多，火箭携带的燃料都是经过精确计算的，每一克都必须用在刀刃上，所以在升空过程中需要尽可能地少被摩擦，所以火箭的升空速度一般只有每秒一公里多。
　　球受到空气摩擦的示意图
　　随着火箭越升越高， 空气的密度 也在下降，当达到80千米高度的时候，空气十分稀薄，此时的火箭在燃料的推动下，速度已经是接近每秒3公里。
　　当达到 100公里 的高度时，这里就是 太空与大气层的分界——冯·卡门线 ，飞过 冯·卡门线 ，飞船就进入到了 太空环境 ，此时的飞船速度依旧 没有达到 第一宇宙速度。
　　大气的垂直分层结构
　　真正达到第一宇宙速度，是在 进入太空 之后，这会儿没有了 空气阻力 ，燃料燃烧产生的能量，能最大限度地用在飞船本身，让其瞬间从3公里/秒增加到7.9公里/秒，之后进入预定轨道围绕地球运转。
　　而飞船 回来 则和它 升空 完全是两码事，真的是一个天上，一个地下。
　　目前已发射的神舟系列载人飞船绕地球一圈约为90分钟飞船回来都要经历什么？
　　飞船返航的时候，已经是 任务执行 完毕，这会儿飞船上 剩余的燃料 已经很少了，所以是依靠 地球的 引力 回来的。
　　用最后剩下的燃料 改变运行轨迹 ，使返回舱与地球的夹角为大约 1.6度 ，这样就可以关闭发动机，完全凭借 地球引力 被吸入大气层。
　　而这个时候的 起始速度 就是 第一宇宙速度：7.9公里/秒 ，是 升空 穿越大气层时候的 3倍 以上。
　　忽略空气阻力，物件在地球表面自由下落的加速度为9.8m/s2
　　以这样的速度 坠入 大气层，返回舱与 气体粒子们 来一次 巨大的 摩擦 ，这过程中产生的热量，足以将外壳的材料烧得发红、发烫。
　　嫦娥五号返回舱燃烧概念图
　　大气层中还存在各种 电离子 ，这样的摩擦还会 干扰电磁波 ，影响返回舱与指挥室的 通讯 ，造成 失联 。
　　从 80公里到35公里 的这片区域内，被称为 黑色障碍区 ，宇航员处于一个无信息的状态，完全得凭借自己的经验处理。
　　虽然进入大气层之后有 空气阻力 ，但是这本质上仍然是 落体运动 ，如果不 人工减速 ，可能会直接把地面砸一个坑。
　　返回舱的平稳着陆测试
　　因此在距离地面差不多 10公里 的时候，返回舱需要打开 降落伞 ，这里的降落伞有三个，开伞顺序分别是引导伞、减速伞和主伞。
　　主伞 就是我们常见的那个 巨大无比 的降落伞，与空气的 接触面积 足足有 1000多平方米 。
　　但是它不能 突然打开 ，不然速度减少得太厉害，会让舱内的宇航员出现 身体不适 的情况，对宇航员的 心脏 不好，并且以这个时候的 下落速度 ，贸然打开会让伞面受到 巨大的空气冲击 ， 材料 承受不起。
　　环帆伞：＂镂空＂让气流通过维持稳定，阻力面兜住气流减速
　　所以使用一个 引导伞 ，一是为了调整好返回舱的 姿势 ，尽量让 底面着地 ，二是为了做一个 准备 。
　　之后打开 减速伞 ，它的作用就是 减速 ，因为它和引导伞 面积都不大 ，因此打开没多久就不用了， 当速度降到一定程度时 ，才打开巨大的主 伞 ，让返回舱 缓慢降落 。
　　当返回舱落地后的一瞬间，连接的伞绳立马 自主切断 ，这是为了防止风吹得降落伞拖动返回舱在地上滚动，给宇航员造成伤害。
　　神舟十二号返回舱着陆时及时切断了降落伞
　　至此，宇航员们才 平安返回地球 ！ 在返回的过程中会遇到哪些危险？
　　这样惊心动魄的 返回之旅 ，也存在着很多 危险因素 。
　　历史上的 哥伦比亚航天飞机 ，在返回之前掉了 一块零件 ，最后导致整个航天飞机 解体 ， 7名航天员 在里面瞬间被 高温蒸发 了。
　　哥伦比亚号不幸遇难的七名航天员
　　前苏联的 联盟11号 ，在返回过程中 压力阀掉落 ， 3名宇航员 直接被暴露在了太空环境中， 舱内气压 瞬间变为 0 ，宇航员直接 窒息，体液沸腾 ，最终 遇难 。
　　三名罹难宇航员
　　由于进入大气层那 一瞬间的速度 实在是太快了， 巨大的摩擦 会让返回舱外表的温度上升到 1000摄氏度 以上，如果材料和制作工艺不过关，回来的过程中就会因为一点点小问题，酿成亿点点的错误。
　　飞船毁了还可以再造，可是 宇航员 没有了，那是整个 人类的损失 ，培养一名宇航员并不容易。
　　嫦娥五号返回舱也是一个＂碳球＂
　　此外，返回舱不一定降落在 指定的位置 ，比如我国常用的降落点是内蒙古的四王子旗，但是也不能保证它每次都能准确降落。
　　所以在宇航员平时还需要学习如何处理 突发情况 ，比如降落在了 海上 ，或者计划之外的地方。因此返回舱内配备有求救物品，如 信号弹、救生衣 等。
　　就算已经 平安落地 ，可是 返回舱 依旧在工作，它必须及时 平衡舱内与舱外的 气压 ，让宇航员快速适应地面的环境，同时也能为之后打开舱门做准备。
　　如果这个时候返回舱 罢工 了，宇航员们穿着的 宇航服 就能起到继续保护的效果。这是当初那3位牺牲在太空的宇航员提供的 教训 。
　　我国宇航服的气压为40千帕左右，相当于海拔7千米的气压
　　所以说，即使 落地 ，宇航员们依然还面临着 挑战 ，既然这个返回方式这么 危险 ，为什么不 换一种方法 呢？ 为什么不换一种方式？
　　为什么不在进入大气层之后 反向加速 ，让返回舱的速度降下来？这样的摩擦就不会太大，也就不会出现整个返回舱被火烧、火烤的事情。
　　神舟十三号重量超过8吨，运载量都是经过精密计算的
　　其实这样的方法的确有效，可是 太费燃料 ，本来在返回的时候所剩的燃料就不多了，并且这样的成本 还更高，需要额外提供能量，传统的返回方式只需要借助地球的引力即可。
　　要知道飞船携带的物品必须 严格计算 ，如果要用 反向加速 的方式降落，就必须 额外携带 燃料，增加了飞船的 负担 。
　　因此想要 立马放弃 这种返回模式，现在来说还不太可能，它依然是航空航天的 主流 。
　　不过这也不代表人类会 安于现状 ，未来一定会出现 更安全 的降落，至少不会每次都经历 黑色障碍区 ，返回舱也不用被烧成这样，说不定还能 重复使用 ，节约每次的 成本 。
　　向无数为航天事业默默奉献的工作者致敬！
　　宇航员 的每一次执行 太空任务 ，都是将自己的 生命 置之度外，他们肩负的，不仅是 国家、人民 ，还有 全体人类的希望 。
　　每一位宇航员从被选上再到完成任务，会 历经磨难 ，甚至付出 生命的代价 ，可以说 航天的进步 ，不仅建立在 科技的进步 上，还建立在前面 宇航员 带回来的 宝贵数据 ，甚至是 生命 上。