05.23 人造卫星如何对付“摩擦”

我们都知道，流星快速飞过大气层时会被烧掉产生光亮，发射的人造卫星也要穿越大气层，为什么不会燃烧呢？它是怎样抵抗如此大的摩擦力带来的高温的呢？

流星还没进入大气层时，以一定的速度飞行。地球对流星的引力会随着流星与地球的距离缩小而变大，这就使得流星速度越来越快，最快时可以在一秒钟内飞行20-70千米。在大气层中以如此高速飞行，流星表层会产生巨大的摩擦力，进而温度上升到几千度，远远超过其燃点。

人造卫星还在地面时，以地球为参照物来看它是静止的，发射出去的上升途中它要抵抗地球对它的引力，因此起始速度很小，然后慢慢加速。就当下的技术水平来看，在第一级火箭燃烧脱落后，最高速度可达2-3千米/秒。此时卫星与地面有50-100千米的距离，那里的大气密度不及地面的千分之一。而卫星进入轨道运行，其速度快于7.9千米/秒。但是此时卫星离地面更远，大气也更为稀薄。

因此，人造卫星升空时，它会与空气摩擦而升温，可是与流星摩擦产生的热量对比，它的要少很多，也就达不到燃点。不过就算如此，火箭外壳的材料必须是耐高温的合金。想要减小大气层对卫星的阻力，防止卫星燃烧采取的一般措施包括：第一，卫星与火箭的连接处十分光滑，大气摩擦小。第二，卫星升空角度为90度，以使卫星在最短的时间内加入稀薄的大气层。第三，尽量将火箭做的细而长，这时上升的火箭与大气接触面就较小，摩擦力也较小。

宇宙飞船返航时，也要经过大气层，这时怎么做能防止飞船燃烧呢？常用的方法很多。当飞船离地球越来越近，靠近大气层时，飞船会向前喷气，其原理和喷气飞机一样，但是喷气的方向相反，使飞船减速飞行。同时飞船开始降落，位于大气层时，飞船并不是做垂直下落运动，而是会沿着一个大弧度的斜形轨道慢慢下降，环绕地球半圈而下，才打开巨大的降落伞，于是飞船便很稳当地成功降落了。