​當載人宇宙飛船或者運送貨物的宇宙飛船完成太空任務之後，接下來將要面臨十分危險的再入大氣層過程。飛船在穿過稠密的地球大氣層時，將會產生上千度的高溫，威脅飛船的安全。

那麼，爲什麼宇宙飛船要冒着燒燬的風險加速穿過地球大氣層？爲什麼宇宙飛船不在太空中直接打開降落傘，然後慢慢降落回地球呢？

宇宙飛船在太空中以很快的速度繞着地球旋轉，例如，載人飛船一般在距離地表400公里的軌道上環繞地球運動，其軌道速度爲7.7公里/秒。想要把這麼快的速度降爲零，絕非易事。

當飛船要返回地球時，制動火箭將會啓動，對飛船進行減速，降低飛行高度，使其脫離原先的軌道，進入一個與地球表面相交的軌道，這樣飛船就能踏上返回地球的旅途。

不過，飛船並不是豎直落向地球，如果是這樣，在地球引力的作用下，加上飛船本身原有的速度，飛船將會以極高的速度衝進地球大氣層。速度過快，氣動熱效應過強，巨大的熱量會燒燬飛船。

另一方面，飛船進入地球的角度也不能太小。否則飛船在飛向濃密的地球大氣層時，會被反彈回太空中，無法正常受控返回地球。

不過，控制好角度，飛船能以跳躍式再入大氣層。飛船衝入大氣層後，被彈回太空中，充分減速後，然後再進入大氣層。通過這樣的方式，可以讓速度達到第二宇宙速度（11.2公里/秒）的飛船返回地球。

目前，我國的新一代載人飛船試驗船已經成功通過跳躍式再入大氣層。未來，載人登月飛船可以通過這種方式返回地球。

一般而言，飛船會以大約3度的再入角進入大氣層。只有以合適的角度再入大氣層，飛船既不會燒燬，也不會彈出太空，可以利用大氣層進行充分減速。

由於飛船並不是靜止從太空中落回地球，在太空中打開降落傘是沒有意義的。首先，太空幾乎是真空的，降落傘打不開，根本起不到減速作用。其次，飛船以極高的速度返回進入大氣層，與空氣的相互作用將會產生巨大的熱量，降落傘會被燒燬。

飛船以極高的速度再入大氣層，將需要面對高溫挑戰。當飛船在大氣層中高速飛行時，飛船前端會強烈壓縮空氣形成激波，由此產生巨大的熱量。爲了應對上千度的高溫，飛船外層包裹着隔熱材料，或者能夠剝離帶走熱量的燒蝕材料。

高溫還會讓飛船周圍的空氣發生電離，形成等離子體。這會阻斷飛船與地面控制中心的通信，飛船進入“黑障區”，這是返回時最爲危險的階段。

2003年，美國宇航局（NASA）的哥倫比亞號航天飛機在再入大氣層期間，由於過熱而導致解體，這個隱患是在發射時埋下的。在哥倫比亞號發射升空時，一塊公文包大小的泡沫從外掛燃料箱上脫落，撞上航天飛機的左側機翼，砸出了一個25釐米寬的破洞。當航天飛機再入大氣層時，巨大的熱量湧入破洞，最終引發解體。

那麼，爲什麼航天飛機在飛上太空時沒有解體？或者說爲什麼飛船在升空時不會產生高溫？

飛船在升空時，由於巨大的重力和空氣阻力，加速十分困難，飛船的速度並沒有被加速到很快的速度。在衝出濃厚的大氣層時，飛船的速度也只有大約1公里/秒，這樣的速度不會產生巨大的熱量。因此，升空時的氣動熱效應不會產生什麼威脅。

穿過黑障區之後，飛船的速度已經大幅度降低。隨着高度的下降，空氣密度也變得越來越高。待到合適的速度，飛船的降落傘纔會打開，這樣才能給飛船起到減速作用。一些飛船在着陸之前還會啓動反推火箭，使飛船最終能夠安全着陸。

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