看着电视里神舟飞船像火球一样划过天空，很多人揪心：发射时干干净净，怎么回来就成了“火流星”？这不是意外，是设计好的“必经之路”。

答案很简单：不烧这一把，根本停不下来。

既然带不起刹车用的巨量燃料，那就只能拿命硬刚大气层，用2000℃的高温换取那张回家的门票

不仅是“摩擦生热”，这是一场时速2.8万公里的“撞墙”刹车

火箭发射，是“从慢到快”的爬坡。在地面稠密大气层，火箭速度还没起来，等它加速到第一宇宙速度（7.9公里/秒）时，早已钻出了大气层，在真空里狂奔。低速过稠密区，高速过真空区，自然烧不起来。

但回家是“从快到慢”的撞墙。

飞船在轨道上以7.9公里/秒的高速运行，这是什么概念？从北京到天津，高铁跑30分钟，飞船只需要15秒。要想回家，必须把这个速度从28000公里/小时降到0。

怎么降？

两个办法。一个是像发射时那样，带足燃料，用火箭反向喷射，硬生生把速度“抵消”掉。但这笔账算不过来。

根据齐奥尔科夫斯基公式，要想靠燃料把飞船从第一宇宙速度刹停，飞船得背上一枚和发射时一样巨大的运载火箭上天。为了带回几吨重的返回舱，先送几百吨的燃料上去？这笔“买路钱”，全人类的航天局都掏不起。

于是，工程师们盯上了地球大气层。

既然带不动刹车片，那就把空气当刹车片。让飞船高速撞击大气层，利用空气阻力减速。这是一个“免费”但致命的刹车方案。

当飞船以20倍音速砸向大气层，前方的空气来不及逃逸，被剧烈压缩。这不仅仅是摩擦，更是激波压缩。这种“气动加热”会让飞船表面的温度瞬间飙升到1000℃甚至3000℃。

这是一场能量的暴力转换：动能变热能。

7.9公里/秒的动能，必须以热量的形式散发出去。飞船必须变成一颗“人造流星”，扛住这几千度的高温，才能把速度“磨”掉，换取宇航员的安全着陆。

不烧？那就只能像流星一样，带着巨大的动能直接撞击地面，变成一个深坑。

死神藏在25厘米的泡沫里

既然必须烧，那就得看谁能扛。

这就涉及到了航天界最残酷的技术博弈：防热材料。

美国人的教训，是用7条人命换来的。

2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机重返大气层。这艘百吨巨兽以2.8万公里/小时的速度切入黑障区。8点44分，机翼前缘温度飙升至1400℃。

此时，没人知道死神早已埋伏。

在16天前的发射过程中，一块公文包大小的泡沫绝热材料从外挂燃料箱脱落，以800公里/小时的速度砸中了航天飞机左翼前缘。

这轻轻一击，在脆弱的防热瓦上砸出了一个25厘米的破洞。

就是这25厘米。

再入大气层时，1400℃的高温等离子体像水银泻地一样，顺着这个破洞灌入机翼内部。铝合金结构瞬间融化，机翼解体，航天飞机在60公里高空炸成碎片。

美国航天飞机用的是“防热瓦”，那是陶瓷做的。优点是能重复使用，缺点是“脆”，一碰就碎。为了省钱搞重复利用，结果付出了最昂贵的代价。

中国神舟飞船，选了一条看起来“笨”却绝对安全的路：烧蚀防热。

我们不搞虚头巴脑的重复利用。神舟返回舱穿的是一件“一次性避火衣”。

这层25毫米厚的材料，主要成分是蜂窝增强低密度材料。它的原理是“自我牺牲”：遇到高温，它先燃烧、分解、气化。

材料烧掉了，热量就被带走了。

就像一只壁虎，遇到危险断尾求生。这层500公斤重的防热衣，在530秒的再入过程中，把自己烧得面目全非，烧成焦黑的碳化层，死死挡住了2000℃的烈焰，把舱内温度稳稳控制在30℃以下。

宁可飞船回来变成“黑炭头”，也要保住里面的人毫发无损。

这件“防热衣”价格不菲，一公斤8000元。刷一次漆，就是一辆豪车。但和哥伦比亚号那100吨的残骸相比，这笔钱花得太值了。

防热技术没有“高级”和“低级”之分，只有“活着”和“死了”的区别。

在太平洋上空“打水漂”

扛住了高温，还得防着“失联”。这就是传说中的“黑障”。

当飞船被高温火焰包裹时，周围的空气变成了等离子体。这层“鞘”像个金钟罩，屏蔽了所有电磁波。地面雷达看不见，无线电听不见，飞船在4到6分钟里成了宇宙中的孤岛。

这时候，只能靠飞船自己硬扛。

但这还不是最极限的操作。神舟飞船从近地轨道回来，速度是7.9公里/秒。嫦娥五号带着月壤从月球回来，速度接近11.2公里/秒（第二宇宙速度）。

这3公里/秒的差距，意味着热量会暴增8到9倍。如果直接硬冲大气层，神舟那件“避火衣”也得烧穿。

怎么办？中国航天人玩了一手绝活：“太空打水漂”。

这就是“半弹道跳跃式再入”。

嫦娥五号先冲进大气层，利用阻力猛刹一脚，速度降下来一点后，利用升力再弹回太空。在太空中散热、滑行一段，然后再第二次冲进大气层。

进——出——进。

就像小时候在河边打水漂，石头在水面上弹跳，卸掉劲力，最后稳稳沉底。这一跳，把不可控的撞击，变成了可控的滑翔。

最后，在距离地面10公里时，1200平方米的主降落伞打开，飞船从高铁速度降到几米/秒。

在落地前的最后1秒，反推火箭在离地一米处准时点火，给飞船一个向上的托举力，让宇航员像坐沙发一样软着陆。

而那些没有“防热衣”、不受控的废弃航天器，命运只有一个：南太平洋。

那里有一个“航天器公墓”（尼莫点）。和平号空间站、天宫一号的碎片，还有300多颗卫星的残骸，都长眠在那片离人类最远的海底。

这一路火光带闪电的归途，不是为了好看，而是人类在物理法则的夹缝中，用智慧撕开的一条生路。

参考资料：

航天器如何再入大气层？.中国空间技术研究院2018年01月17日

生死时速一一重返地球的科学.科晋中国2022-11-28

司是穿过大气层，飞船发射时不会燃烧，为何返回时会猛烈燃烧？.网易2023-03-29

为何飞船穿越大气层，只有返回时才发生燃烧？这是啥原理？.宁夏科普作家协会2023-01-09

载人航天器的”避火衣“国家航天局2006年02月15日

【人民日报】上九天嫦娥揽月穿星河逐梦无娘.中科院之声2020-12-18