中国在航天的探索过程当中一直在不断的前进，不管是神舟五号还是神州十八，都是中国在航天当中探索的脚步，随着神州十八在凌晨成功的返回地球，也结束了一百多天的“出差”。

当所有的目光都集中在神州十八身上，不少人却发现了这样的现象，那就是神州十八在刚开始升空的时候“身上”还是非常的白皙的，可是返航却已经变的焦黑一片，尤其是飞行器的外部，为何会出现这样的情况，明显的反差是怎样出现的？

神舟飞船的两种“面孔”：发射与返回的差异

神舟系列升空的时候，很多人都捏着一把汗，随着成功的升空，也迎来人们的欢呼，非常有意思的是，飞船的升空，外表看上去非常的洁白，没有明显的燃烧痕迹。

而当飞船完成任务返回地球时，呈现在我们眼前的却是一幅截然不同的景象：返回舱高速冲入大气层，与空气剧烈摩擦，外部被烧得焦黑，甚至面目全非。为什么会有如此巨大的差异？

这其中的关键，在于速度、空气密度以及它们共同作用下产生的气动加热效应。发射升空时，飞船初始速度较慢，随着高度的上升，空气密度逐渐减小，即使速度逐渐加快，气动加热效应也并不显著，不足以使飞船外部达到燃烧的温度。

返回地球时，飞船快速冲入大气层，随着空气密度快速增加，这时候飞船外部温度急剧上升，甚至超过1000度。

这两种截然不同的现象，引发了人们对于航天科技的无限遐想：飞船是如何承受如此高温的考验？在极端环境下，航天员的安全又该如何保障？

科技的盾牌：烧蚀材料与充气式防热罩

神舟飞船发射时宛如一位优雅的舞者，轻盈地穿过大气层，而返回时则像一位浴火重生的凤凰，在烈焰中涅槃。这两种截然不同的状态，背后是科技的智慧结晶。

在飞船发射过程中，速度慢慢提升非常关键。火箭从点火到飞船进入预定轨道，速度是慢慢提上来的。火箭和飞船组合体因为重量大，一开始加速度不大，所以速度提升得比较慢。

在上升的过程当中需要燃料提供动力，这时候也会减轻一些重量，速度随之也会有所提升，但与此同时，飞船的高度也在不断上升，空气密度逐渐减小，气动加热效应的影响也随之降低。

飞船即使达到了第一宇宙速度，进入太空之后除了会有失重的感觉之外，空气也会有所变化更加的稀少，所以不会因为气动加热而燃烧。飞船返回地球时也会有着明显的温度变化。

以接近第一宇宙速度的高速进入大气层，如同以极快的速度撞上一堵“空气墙”，剧烈的气动摩擦使得飞船外部温度急剧上升。

为了确保飞船内部结构以及内部航天员的生命安全，科学家在返回舱外面涂了一层特殊的耐热材料和隔热材料。这些材料在高温下会分解、熔化或蒸发，过程中吸收大量热量，带走热量，从而有效降低返回舱内部的温度。

虽然烧蚀材料和隔热材料能很好地保护飞船和航天员，但它们也有一些缺点。需要的大量材料占据一定的重量，也给飞船增加一些负重，从而限制了飞船能携带的有效载荷。要知道烧蚀材料是一次性的，使用后就失去了作用，增加了飞船的制造成本。

科学家们也在不断的探索寻求新的方式，在防热的道路上越走越远，不过也有比较好用的方式，那就是充气式防热罩。这种防热罩在发射时可以折叠收纳，占用空间很小，而在返回时则可以充气膨胀，形成一个巨大的“气囊”，包裹住返回舱。

充气式防热罩的优势在于，它可以显著增大飞船的迎风面积，从而增加空气阻力，更有效地降低飞船的速度，减小气动加热效应。

此外，充气式防热罩的重量比传统的烧蚀材料和隔热材料轻得多，可以有效提高飞船的有效载荷，降低发射成本。

研发充气式防热罩也遇到了不少难题。例如，在飞船高速返回的过程中，如何确保充气式防热罩能够顺利展开并保持稳定的外形？如何保证其在高温高压的环境下不被破坏？这些都是需要科学家们攻克的难题。

神舟十八号任务的成功，不仅标志着中国空间站关键技术验证阶段的圆满完成，更展现了中国航天在快速返回方案、夜间搜救技术等方面的显著进步。

神舟十八号用了绕地球五圈的快速返回方式，把航天员返回地球的时间压缩到了7.5小时，这样不仅提高了返回效率，还减轻了航天员的身体负担。

夜晚回去给搜救工作增加了难度。在几乎没有月光的情况下，东风着陆场的地面搜救队伍克服了低温、黑暗等不利因素，凭借先进的搜救设备和精湛的专业技能，成功完成了搜救任务，确保了航天员的安全返回。

在探索未来航天科技的道路上，中国从未停止脚步。2020年，中国发射了一艘新一代载人飞船试验船和一个柔性充气式货物返回舱，主要是为了测试充气式再入和下降技术。

虽然试验过程中出现了一些问题，但这次尝试无疑为中国在充气式防热罩技术领域的探索积累了宝贵的经验。未来，随着充气式防热罩技术的不断成熟，它将逐步取代传统的烧蚀材料和隔热材料，成为未来航天器返回地球的“标配”。

这将进一步降低飞船的发射成本，提高有效载荷，为中国乃至世界的载人航天事业发展注入新的活力。

幕后英雄：铸就航天奇迹的坚实力量

每一次神舟飞船的成功发射和返回，这背后都是一些科研人员的努力，他们在航天领域不断的深耕，可能没有出现在镁光灯下，但却是中国航天事业不断前进的坚实后盾。冯毅是神舟十八号返回舱的开舱手，航天员回到地球后见到的第一个人就是他。

这项工作看似简单，实则责任重大。他需要在各种复杂的情况下，迅速、准确地打开舱门，确保航天员能够安全出舱。

为了胜任这项工作，冯毅进行了长达四年的艰苦训练，掌握了开舱技术、野外生存、空中搜索等多项技能。在神舟十八号夜间返回的过程中，王国梁沉着冷静，准确地传达了每一个关键指令，为航天员的平安归来保驾护航。

正是这些默默奉献的幕后英雄，用他们的专业技能和敬业精神，铸就了中国航天一个又一个的奇迹。他们的经历，不仅体现了航天精神，也鼓舞着我们不断前行。

从发射时的平静到返回时的烈焰，神舟飞船的冰与火之歌，不仅展现了航天科技的魅力，更彰显了人类探索宇宙的勇气和智慧。在未来，科技越来越先进，相信中国航天会不断取得新成就，为人类探索宇宙做出更大贡献。

主要信源

鲁中晨报2024-11-04——神舟十八号乘组凌晨重返地球：着陆现场亮如白昼，航天员需用半年时间恢复

红星新闻2024-11-04——神舟十八号乘组凌晨重返地球：采用绕地5圈快速返回方案，着陆现场亮如白昼