天體進入地球大多會被燒燬,為何發射出去的航天器經過大氣層不會被燒燬?

孤獨天行客


這個問題問得好,其實反映的是人類科技的落後。

我們先認識一下大氣層

地球的大氣層按照人類認知,大致上分為5層,但每層之間,也沒有明顯的界限。

1、散逸層(800 km~2000 km至3000 km),大氣極其稀薄,其密度為海平面處的一億億分之一。雖溫度極高,但只是物理意義上而已,熱量極低。

2、熱層(80至85 km~800 km),空氣極稀薄,以離子為主。溫度相當高,且隨高度升高而溫度升高。

3、中間層(50 km~80至85 km)又稱:光化層。溫度隨高度上升而下降。

4、平流層(7至11 km~50 km),含有臭氧,保護地球上所有生物的生存和地表免於受陽光中強烈的紫外線致命的侵襲,又叫同溫層。

5、對流層(0 km~7至11 km)平均高度約10公里。在赤道最高約為15公里,極地最低約8公里。平均而言,對流層溫度隨高度降低,每上升100米,溫度下降約0.6℃。

物體摩擦生熱,主要集中在兩個條件,一個是有足夠密度的空氣可以摩擦,另一個是速度。而只有對流層的大氣,才有摩擦的意義,大概距離長度是10km。

天體的速度

人們通常把航天器達到環繞地球、脫離地球和飛出太陽系所需要的最小發射速度,分別稱為第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。第一、二、三宇宙速度分別為7.9km/s ,11.2km/s ,16.7km/s。

而一般能夠和地球發生碰撞的小行星,速度和這個剛好相反,不是從零開始加速,而是通常都直接具備第三宇宙速度以上。通過地球足以摩擦生熱的對流層,幾乎不用一秒鐘。所以,一般摩擦產生的熱量瞬間就可以到達6萬攝氏度,超過太陽表面溫度12倍。所以,如果直徑在500m以下時,很容易就被燒燬了。

航天器的應對

人類的航天技術,就是火箭的發射技術,可以說仍舊是相當原始的。我們還必須從零開始,慢慢將火箭加速,至少到達第一宇宙速度,才能脫離地球。而目前最厲害的火箭,在大氣層內,也就4-6馬赫的速度。在通過對流層以及平流層之時,速度遠遠沒有天外隕石的厲害。而且,只要能夠飛出平流層,基本就不用太擔心空氣摩擦造成太大的影響了。

另外,火箭外殼還有隔熱圖層,防熱保護罩等設施,都可以幫助火箭撐過前50公里致命的路途。

結語

如果可以瞬間進入第三宇宙速度,人類的航天器,才有可能面對隕石的困難。但目前我們仍舊對此技術,可望而不及啊。


貓先生內涵科普


如果流星在進入大氣層時解體,為什麼航天器卻是沒事?

流星往往由鬆散的冰、石頭、碳和不同數量的金屬混合而成。當以40000公里每小時或更快的速度進入大氣層時,它的表現並不好。能夠存活下來併到達地面的隕石被重新命名為“隕石”,它們往往由堅硬的石頭和金屬構成,但即使是這些隕石,也會被融化。

所有這些衰變都有兩個原因:首先,流星通常非常脆弱,所以空氣摩擦會把它們撕裂。其次,流星的速度如此之快,它們產生了大量的熱量,就會解體。

因為隕石是由具有平均熔點的金屬和岩石構成的,所以它們仍然會受到一定程度的融化。

那麼,有些人可能會疑惑,我們的人造宇宙飛船又是如何進出大氣層?

脫離大氣層很容易。火箭在空中飛行的時間並不長,它們向上飛的時間足夠長,可以到達大氣層及其摩擦上方,然後轉向一側,以軌道速度疾跑。

大多數火箭在脫離大氣層之前只能達到4到6馬赫。與超音速飛機不同的是,它們不需要花很長時間費力地穿過所有的空氣——火箭在被摩擦力燃燒之前就會飛出大氣層。

而回地球是另一回事。由於航天器通常在那個時候幾乎耗盡燃料,所以它們的速度會稍微慢一點,這樣它們就能進入大氣層。然後他們可以假扮成流星一段時間。

航天器——至少是那些設計用來在進入大氣層後倖存的航天器——建造得非常堅固。他們擁有可以處理重力和空氣動力負荷的進入的金屬框架。

但這只是讓航天飛機足夠強大,能夠承受再入大氣層的壓力。還有加熱的問題。為此,航天飛機熱保護系統使用了從高溫瓷磚到中溫陶瓷纖維毯等各種材料來保護航天器。


萬物未解之謎


這是因為發射的時候都是有保護罩的。直到衛星出了大氣層,保護罩才會分離。如果保護罩出了問題,那麼在發射的時候也是會燒燬的。這種事故,航天發射過程裡並不少見。

衛星返回燒燬,其實更多的是人為設計的過程。因為經過長時間運轉,衛星自己已經大量消耗了,如果完整收回,那麼增加的成本是很多的。同時,出於對地面安全的考量,選擇讓這些衛星在返回的時候燒燬,而且是儘量能完整的燒掉。即使還有殘留,也讓這些殘留物墜入沒有人煙的大海或者沙漠。


郭哥聊科學


防熱保務層,中國傳承千年古建築用的桐油也可用於保務層。


新文藝復興


1短時間接觸,發射火箭時都是會計算對短距離飛到指定區域,所以在經過的大氣層時間不長,而返回地球后並不是直接落地,而是讓它高速繞著大氣層一圈圈繞著地球跑以此讓大氣層保持長時間摩擦慢慢燒燬掉

2主動保護機制:火箭上有專門的保護罩,就是為了抵抗發射時抵消掉大氣層摩擦導致的高溫,有大量保護材料,(仔細看一些火箭發射時的視頻細節你會發現火箭上方那區域貌似有很多東西往下掉,其實這些就是保護降溫材料)

結合以上兩點,這火箭就可以把衛星安全送到指定區域不擔心被大氣層燒燬。


毒聚一方


因為速度不到


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