天体进入地球大多会被烧毁,为何发射出去的航天器经过大气层不会被烧毁?

孤独天行客


这个问题问得好,其实反映的是人类科技的落后。

我们先认识一下大气层

地球的大气层按照人类认知,大致上分为5层,但每层之间,也没有明显的界限。

1、散逸层(800 km~2000 km至3000 km),大气极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。虽温度极高,但只是物理意义上而已,热量极低。

2、热层(80至85 km~800 km),空气极稀薄,以离子为主。温度相当高,且随高度升高而温度升高。

3、中间层(50 km~80至85 km)又称:光化层。温度随高度上升而下降。

4、平流层(7至11 km~50 km),含有臭氧,保护地球上所有生物的生存和地表免于受阳光中强烈的紫外线致命的侵袭,又叫同温层。

5、对流层(0 km~7至11 km)平均高度约10公里。在赤道最高约为15公里,极地最低约8公里。平均而言,对流层温度随高度降低,每上升100米,温度下降约0.6℃。

物体摩擦生热,主要集中在两个条件,一个是有足够密度的空气可以摩擦,另一个是速度。而只有对流层的大气,才有摩擦的意义,大概距离长度是10km。

天体的速度

人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小发射速度,分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。第一、二、三宇宙速度分别为7.9km/s ,11.2km/s ,16.7km/s。

而一般能够和地球发生碰撞的小行星,速度和这个刚好相反,不是从零开始加速,而是通常都直接具备第三宇宙速度以上。通过地球足以摩擦生热的对流层,几乎不用一秒钟。所以,一般摩擦产生的热量瞬间就可以到达6万摄氏度,超过太阳表面温度12倍。所以,如果直径在500m以下时,很容易就被烧毁了。

航天器的应对

人类的航天技术,就是火箭的发射技术,可以说仍旧是相当原始的。我们还必须从零开始,慢慢将火箭加速,至少到达第一宇宙速度,才能脱离地球。而目前最厉害的火箭,在大气层内,也就4-6马赫的速度。在通过对流层以及平流层之时,速度远远没有天外陨石的厉害。而且,只要能够飞出平流层,基本就不用太担心空气摩擦造成太大的影响了。

另外,火箭外壳还有隔热图层,防热保护罩等设施,都可以帮助火箭撑过前50公里致命的路途。

结语

如果可以瞬间进入第三宇宙速度,人类的航天器,才有可能面对陨石的困难。但目前我们仍旧对此技术,可望而不及啊。


猫先生内涵科普


如果流星在进入大气层时解体,为什么航天器却是没事?

流星往往由松散的冰、石头、碳和不同数量的金属混合而成。当以40000公里每小时或更快的速度进入大气层时,它的表现并不好。能够存活下来并到达地面的陨石被重新命名为“陨石”,它们往往由坚硬的石头和金属构成,但即使是这些陨石,也会被融化。

所有这些衰变都有两个原因:首先,流星通常非常脆弱,所以空气摩擦会把它们撕裂。其次,流星的速度如此之快,它们产生了大量的热量,就会解体。

因为陨石是由具有平均熔点的金属和岩石构成的,所以它们仍然会受到一定程度的融化。

那么,有些人可能会疑惑,我们的人造宇宙飞船又是如何进出大气层?

脱离大气层很容易。火箭在空中飞行的时间并不长,它们向上飞的时间足够长,可以到达大气层及其摩擦上方,然后转向一侧,以轨道速度疾跑。

大多数火箭在脱离大气层之前只能达到4到6马赫。与超音速飞机不同的是,它们不需要花很长时间费力地穿过所有的空气——火箭在被摩擦力燃烧之前就会飞出大气层。

而回地球是另一回事。由于航天器通常在那个时候几乎耗尽燃料,所以它们的速度会稍微慢一点,这样它们就能进入大气层。然后他们可以假扮成流星一段时间。

航天器——至少是那些设计用来在进入大气层后幸存的航天器——建造得非常坚固。他们拥有可以处理重力和空气动力负荷的进入的金属框架。

但这只是让航天飞机足够强大,能够承受再入大气层的压力。还有加热的问题。为此,航天飞机热保护系统使用了从高温瓷砖到中温陶瓷纤维毯等各种材料来保护航天器。


万物未解之谜


这是因为发射的时候都是有保护罩的。直到卫星出了大气层,保护罩才会分离。如果保护罩出了问题,那么在发射的时候也是会烧毁的。这种事故,航天发射过程里并不少见。

卫星返回烧毁,其实更多的是人为设计的过程。因为经过长时间运转,卫星自己已经大量消耗了,如果完整收回,那么增加的成本是很多的。同时,出于对地面安全的考量,选择让这些卫星在返回的时候烧毁,而且是尽量能完整的烧掉。即使还有残留,也让这些残留物坠入没有人烟的大海或者沙漠。


郭哥聊科学


防热保务层,中国传承千年古建筑用的桐油也可用于保务层。


新文艺复兴


1短时间接触,发射火箭时都是会计算对短距离飞到指定区域,所以在经过的大气层时间不长,而返回地球后并不是直接落地,而是让它高速绕着大气层一圈圈绕着地球跑以此让大气层保持长时间摩擦慢慢烧毁掉

2主动保护机制:火箭上有专门的保护罩,就是为了抵抗发射时抵消掉大气层摩擦导致的高温,有大量保护材料,(仔细看一些火箭发射时的视频细节你会发现火箭上方那区域貌似有很多东西往下掉,其实这些就是保护降温材料)

结合以上两点,这火箭就可以把卫星安全送到指定区域不担心被大气层烧毁。


毒聚一方


因为速度不到


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