近日,中国载人航天工程相关负责人透露,计划6月首飞的长征七号运载火箭将搭载经之前缩小比例的新飞船返回舱。这也是是我国新一代多用途载人飞船首次进行公开信息,该飞船有20吨和14吨这两种型号,拥有很强的先进特性,将之前以陆上回收为主变为以海上回收为主,可实现第二宇宙速度下再入大气层。黑障这一概念指的是飞船,导弹弹头和返回式卫星在高速重返大气层这一过程中,在40至100公里高度出现了无线电通讯中断的情况。然而造成这一现象是因为飞行器外壳前部与高空稀薄大气高速摩擦燃烧过程中产生等离子体,想必爱好军事的人都清楚等离子体可以吸收和反射电磁波,它包裹在飞行器外面时相当于将手机装进密封金属罐中,便可使通讯中断。然而实现黑障区通讯的方法五花八门,但基本原理却很简单。
既然等离子体是航天器外壳前部烧蚀产生的,那么只要调整航天器外形,使飞行器后部的等离子体密度下降,就可以恢复通信能力。例如美国航天飞机就有天然优势,它体型相对扁平,背部等离子体密度小,就在背部设置了通讯天线。另外等离子体吸收电磁波的频段主要集中在厘米波波段,采用毫米波、米波通讯也可以绕过其屏蔽;或者采用亲电子物质烧蚀材料,降低等离子体的密度、改变其吸收频段等。
航天飞机体型扁平的好处之一是再入时背部等离子体密度小。坏处当然是需要进行隔热防护的面积大,维护困难,容易损伤。美国的哥伦比亚航天飞机解体惨剧就是隔热失效造成的。根据负责飞船研制的航天科技集团五院的公开材料,我国新一代飞船采用了后部二次中继通信的方式突破黑障,即在等离子体密度最低的尾部安装S波段通讯天线,先将信号发给附近的载人空间站或分离后的飞船轨道舱,再由其通过地球同步轨道上的中继卫星转发回地面。
中国一黑科技令西方众国羡慕,为何美军直呼捉摸不透
2016-03-20 20:15:17