7公里每秒闯入大气层！货运龙飞船带3吨物资往返，经高温灼烧变黑

在6月17日，美国SpaceX公司一艘货运“龙”飞船从国际空间站撤离返回地球，溅落在美加利福尼亚州附近海域。

这艘货运飞船在5月15日发射升空前往国际空间站，给国际空间站送去了大约3吨的物资，包包括宇航员所需的各种消耗品，以及一些科研设备。在飞行了大约1个月后，这艘飞船就返回地球了，带回了大量科研物资以及设备。

NASA表示，货运龙飞船带回的物资中，就包括生物打印的器官和软骨组织，还有监测宇航员眼部健康的眼部成像设备、处理废弃物和卫生用品的分离泵，以及过滤舱内微量污染物的空气净化装置。

在返回地球的过程中，这艘货运龙飞船直接溅落到大海，飞船外部有一些部位被烧得黑不溜秋，这是什么情况，飞船返回地球的过程中到底经历了什么？

返航为什么被烧得黑不溜秋？

这是正常情况，大家不需要担心，也是现在没法避免的事情，不管是美国的货运龙飞船、载人龙飞船、猎户座飞船，还是我们的神舟载人飞船、俄罗斯的联盟号载人飞船，又或者是我国正在研制的梦舟载人飞船，它们从外太空返回地球的时候都会面临一个问题，那就是需要经受超过1000℃高温的灼烧，外部会出现不同程度的烧灼痕迹，也就是出现不同程度的变黑。

飞船出厂的时候，外部都是非常干净的，就算是在轨飞行时，飞船外部也是非常干净的，从空间站拍摄到的飞船撤离的画面就能看到飞船返回地球之前的样子是非常干净的，但是在进入大气层着陆以后，飞船外部就变得黑不溜秋了。这说明了飞船返回地球过程中，外部才会出现这样的情况。

飞船返航前后存在这么大的差异，本质上就是飞船的速度太快导致的。在轨飞行的时候，飞船几乎是处于真空的环境中，没有什么空气阻力，气动加热效应自然就不存在。

而飞船返回地球的时候情况就完全不一样了，在重返地球之前，飞船的速度超过7公里每秒，当飞船飞行高度低于100公里的时候就会进入地球大气层了，遇到的空气阻力突然就变大，随着飞船高度越来越低，空气密度也越来越大，气动加热效应也会越来越强。

当飞船以超过7公里每秒的速度闯入大气层，飞船前方的空气来不及散开，这些空气就会被剧烈压缩，空气被剧烈压缩就会急剧升温。在这样的情况下，飞船外部的温度最高可达 1000℃～2000℃。

这是航天器返回地球过程中没法避免的事情，包括火箭残骸、卫星、探测器等这些航天器重返地球时一样会经受这么高温的灼烧。

对于一般的材料来说，超过1000℃高温的灼烧，足以让它们直接化为灰烬了。这也就是为什么我们人类已经发射了成千上万的卫星到太空，有很多卫星、火箭残骸早就掉下来了，却很少看到有卫星掉下来砸到人、砸到房子车子的消息。

因为它们在进入大气层后就直接被烧毁了，毕竟这样的温度实在是太高了，它们根本就承受不住。

而载人飞船返回舱的情况就不一样了，美国的货运龙飞船也是像载人飞船返回舱那样可以进行回收，所以货运龙飞船在正常情况下也不会被烧毁的。

因为载人飞船返回舱和货运龙飞船都是经过特殊的设计，比如说它的外形很特别，而且采用了耐高温的材料，特别是飞船外部有耐高温的烧蚀材料、隔热材料，就算外部温度超过1000℃，飞船也不会出现问题。

当然，这是在飞船没有受损的前提下，如果飞船外部有损伤的话，在进入大气层后，经受这么高温的灼烧，外部超高温的热空气就会从受损的部位渗透到飞船内部，从而让飞船化为灰烬。

也正是飞船返回地球的时候经受这么高温的灼烧，所以外部就会被烧得黑不溜秋了，这是正常情况。

为什么美国的货运龙飞船能回收

美国的货运龙飞船能够安全返回进行回收，我们的天舟货运飞船却直接在大气层中烧毁化为灰烬，可能有一些网友好奇，为什么都是货运飞船，我们的飞船不能回收呢？

从技术的角度来看的话，我们也有让飞船安全返航的能力的，但是我们并没有把天舟货运飞船设计成可以回收的飞船。因为可以回收的货运飞船其实是存在比较大的缺点的，这是不同的飞船设计目标不一样导致的结果，并不是技术差异。

美国的龙飞船，不管是载人龙飞船还是货运龙飞船，都是讲究可以回收重复使用，必须具备完整返回回收能力。

大家也知道，飞船想要安全返回地面进行回收，必须要扛住超高温的灼烧，而且还需要完成一系列的减速后才能安全着陆的。

所以飞船需要有完善的隔热措施来承受超高温的灼烧，而且需要有完善的伞降系统才能完成减速进行着陆。不管是隔热措施，还是伞降系统，都会占用大量的载重、空间，而且想要让飞船安全着陆，还需要有一系列的配套设施设备，比如说各种传感器等，这也会占用不少载重。

美国的货运龙飞船的上行能力大约只有3吨而已，这其实就是牺牲了部分运载能力，来获得飞船安全返航的能力。

我们的天舟货运飞船充分发挥了飞船的运载能力，不需要安装复杂的反推发动机，也不需要有复杂的伞降系统，不需要耐高温的隔热措施，所以可以装载超过7吨物资前往太空。

货运龙飞船可以回收重复使用，看起来确实是降低了飞船制造、发射的成本，但是由于带的物资相对来说比较少，所以货运龙飞船发射频率是比较高的。

我们的天舟货运飞船虽然没法重复使用，每次都需要重新建造新的飞船，但是一次就能带接近7吨物资去中国空间站，单次可以支持在轨飞行接近1年时间，发射频率相对来说更低一些，空间站的运营成本也可以大幅度下降。

货运飞船不进行回收还有一个好处，那就是撤离的时候可以把空间站内的各种废弃物带走，然后在大气层中烧毁化为灰烬，不需要在地面专门对这些废弃物进行处理。

当然，货运飞船能够回收也有一些好处的，比如说货运龙飞船内部空间比较大，下行能力也比较强，每次返回地球都可以带回大量科学载荷，这是我们天舟货运飞船做不到的。