黑障：航天令科学家紧张的挑战

让科学家紧张的黑障

在航天器和火箭发射时，我们会常常听到“黑障”一词，当航天器或者火箭以很高的速度再入大气层返回地球，进入大气层40至80千米的这段范围时，就进入了“黑障”。在“黑障”中，再先进的雷达，再先进的探测仪器也暂时失明或失聪，什么也看不到，什么也探测不到，只有靠计算的数据和预测的时间方位，来判断飞行器突破“黑障”的时间和方位。

在每一次神舟飞船返回过程中，地面的工作人员都要经历一段特别紧张的时候。在一次返回舱即将穿越“黑障”时，设备车内所有人员都屏住呼吸，静得能听到他们的心跳声。

突然，代表飞船返回舱的“绿点”出现在了显示屏上，并迅速在屏幕上划过一串连绵曲线。此时，操作手果断地按下了“截获”键，“绿点”被牢牢锁定。

“发现目标，捕获目标！”这声音在那一时刻听起来是那样的优美和激动人心。此时，大家都如释重负，看见返回舱信号在计算机屏幕上滑过的轨迹是那样的美丽。

“目标丢失！”车内紧张的气氛又一次凝重起来，怎么回事？“切换外引导!”

几秒钟后，还是没有发现目标。“切换炮镜引导方式!”(www.xing528.com)

几秒钟后，“发现目标，捕获目标!”此时听到指挥员连说了几个“好”字，才让大家把刚刚提到嗓子眼的心暂时放下了。

▲　神舟五号火箭返回舱。在进入大气层后，与大气摩擦，外壳烧得通红，所以我们看到的返回舱表面一块一块的痕迹，完全没有升空前那般光鲜了。

“回收一号跟踪正常！”

雷达设备一直跟踪飞船返回舱落了地，大家的心才彻底放下了。回收任务完满成功，大家相拥欢呼：“我们成功了!”

黑障是怎样形成的呢？我们知道，所有飞行器返回大气层的时候，飞行速度极高，可以达到音速的十几倍到几十倍。这就在飞行器的前端形成了一个很强的激波。由于飞行器头部周围激波的压缩和大气的黏度作用，使高速飞行的动能大量转化为热能。飞行器表面达到很高的温度时，气体和被烧蚀的防热材料均发生电离，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。

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，黑障就会消失。