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[探索] 凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？

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心灵的哥 发表于 2022-4-16 20:31:42 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
中国航天又迎来历史性一幕！神舟13号航天员翟志刚、王亚平、叶光富已成功返回地面，在东风着陆场着陆，他们为中国空间站的发展做出了巨大贡献！
在神舟13号之后，我国还将持续发射神舟十四号、神舟十五号载人飞船，天舟货运飞船等任务。预计在2022年，完成中国空间站建设任务。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第1张图片



所以，中国航天发展稳步前进，用实力证明了中国航天技术的强大。这不，在神舟13号的返回过程之中，也出现了让大家感觉到很奇怪的问题，例如：神舟13号还出现了暂时与地面失去联系的情况，这到底是什么情况？
甚至想到了，北斗不是很厉害吗？为何中国北斗都无法连接？那下面我们就针对这个问题，一步一步地来说明。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第2张图片



神舟13号航天员返回

神舟13号三名航天员创造了中国航天历史，在轨期间，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富为中国空间站的进一步建设做出了巨大贡献。
例如，3名航天员在地面科技人员支持下，圆满完成了2次出舱活动、2次“天宫课堂”——太空授课活动，开展了多项科学技术试验与应用项目，所以，具有重要的意义。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第3张图片



当然，除了给我们自己进行“天宫课堂”太空授课活动之外，还执行了一次给国外进行太空授课的任务。那就是给近500名美国中小学生、老师和家长进行太空授课。
包括了美国国家航空航天局（NASA）退役航天员唐·托马斯、芭芭拉·摩根以及太空探索技术公司首席执行官马斯克等人都参加了活动，总计是收到了来自美国13个州、20多所学校300多名同学的踊跃提问。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第4张图片



神舟13号航天员都进行了回答。所以，神舟13号航天员将中国航天精神推向了全球，真正地做到了“科学无国界”，为全球的科学进步，做出了贡献。
当然，除了这些之外，中国神舟13号航天员还创造中国航天历史上的多个首次。

凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第5张图片

例如：王亚平成为中国首位进行出舱活动的女航天员，首次在轨通过遥操作完成货运飞船与空间站对接，首次实现在轨驻留6个月，3名航天员还首次实现在太空跨年、过春节等等，这都是具有意义的。
所以，神舟13号航天员们真的是辛苦了。再次为我国的“航天英雄”鼓掌。下面就是我们讨论的重点问题了。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第6张图片



为什么神舟13号会与地面出现失联？

大家都知道，无论是神舟13号，还是神舟12号，其实都出现了与地面“失联”的情况，虽然这次神舟13号采取了“快速返回”的计划，但是出现“失联”的情况依然避免不了，因为都会经过地球上空的特殊区域——航天器失联区“黑障区”。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第7张图片



在黑障区之中，就会出现失联的情况。黑障区是地球上空大气层之中的一种特有现象，在卫星，航天飞船等空间飞行器高速返回大气层的时候，都会经历这个区域，所以无论如何都是难以“避开”的，我国神舟13号避开不了，任何一个国家的航天器也一样，这个是不容置疑的。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第8张图片



而黑障区一般是出现在地球上空35到80千米的大气层间，在返回的过程之中，大概是经历了4-6分钟的时间，暂时与地面失去联系的情况，这次的时间是5分钟。所以，神舟13号会与地面出现失联，其实与神舟12号一样，就是在渡过“黑障区”，这就是失联的原因。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第9张图片



中国北斗那么厉害，为何黑障区连不上飞船？

不可否认，中国北斗卫星系统已经是全球“四大成熟系统”之一，相比GPS、GLONASS、GALILEO来说，也具有一定的优势。
并且中国北斗系统也是可以实现全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第10张图片



同时，大家在神舟12号返回的时候，都了解到了情况。神舟12号飞船上就安装了北斗定位系统，为搜寻航天员们返回的具体位置做出了巨大贡献，这也是能够快速锁定的原因。那中国北斗那么厉害，为什么在黑障区就无法连接呢？还会出现失联的情况呢？其实这个原因很简单。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第11张图片



大家都知道，在神舟13号返回的过程之中，飞行的速度是极其高，并且可以达到音速的十几倍到几百倍，这个时候，飞行器的前端就会遇到巨大的阻力，热能等影响。在通过黑障时，船体外壳将达到2000摄氏度的高温，甚至还可能影响船体框架变形，所以非常危险。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第12张图片



同时，由于大量的热能转化，气体和被烧蚀的防热材料均发生电离，这个时候飞行器周围就形成了一层高温电离质，等离子体鞘和电磁波相互作用，从而导致用于通信的电磁波传输衰减或反射，此时，地面与飞行器之间的无线电通信便中断了。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第13张图片



这个时候就是中国北斗无法连接的时候。所以，地面失联我们就不知道它的具体位置，只有当他们走出这个区间之后，就会再次连接上。也就是随着飞行器高度的下降，当速度降低到一定程度时，不再有足够的温度使气体分子电离，等离子体鞘解除，黑障就会消失，信号就再次恢复了。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第14张图片



当然，这里需要强调一下，不仅是中国北斗连接不上，包括GPS、GLONASS、GALILEO等卫星系统，也是无法连接的，都面临这个问题。并且最为关键的是，还没有哪个国家可以彻底解决黑障问题，还需要看未来航天的发展。所以这不是中国航天面临的问题，而是世界航天都面临的问题。



凯旋回家！神舟13号航天员返航，中国北斗为何黑障区连不上飞船？ 第15张图片



难道就没有研究解除黑障的方案？

的确还没有解决方案，但是有相关性的研究。例如：设计比较理想的“再入体”外形和喷洒某种消除等离子的材料来消除或减弱等离子鞘，其次就是改良通信与测量的方法和设备，以减弱黑障区的影响！
但是研究归研究，依然还没有彻底解决这个问题。所以，未来的载人飞船或者是航天飞船等等，只有在彻底解决这个问题之后，才可以避开黑障区失联的问题，这就是大概的情况。


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标签：美国中国空间站2022年成功返回中国航天
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nelliewumu1105 发表于 2022-4-16 20:32:27 | 只看该作者
 
既然航空器返回途中在黑障区会失联，那么发行过程中在该区是否也会使信号失联？有没有可能在黑障区失踪呢？
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