1966年12月14日,美国"生物卫星1号"就遇到了大麻烦,由于制动火箭不能启动,它只能在天上飘着回不来,这可真是让人捏把汗啊!飞行器在着陆阶段,为了确保以安全速度着陆,还需要进一步减速。目前国外现有的可返回宇宙飞行器都是采用降落伞作为着陆减速的主要手段。一般来说,载人飞船着陆时的速度(垂直分量),在陆地上不得大于6米/秒,这样才能保证宇航员平安落地。

火箭点火减速的必要性:在返回地球时,飞船在进入大气层之前必须先激活火箭引擎刹车来控制速度,这可是个超级关键的环节!火箭引擎能够产生强大的推力,靠它来制动飞船,确保飞船进入安全的落地区域。所以说,火箭引擎点火减速是宇航员返回地球时必不可少的环节,这直接关系到宇航员能否安全回家。
为什么不能慢慢返回:首先,飞船确实是先减速才进入大气层的,不然直接冲进来就会像流星一样"咻"地烧没了!但是地球有巨大的引力会拖拽着你高速落入大气层,这个过程与大气摩擦就会产生惊人的热量。要抵抗这个引力,你需要超级多的燃料。看看飞船起飞时的那个巨大火箭就知道需要多少燃料才能抵消地球引力了。于是为了在返回时抵消引力,你在起飞时就要带足燃料,这可是个超级烧钱的买卖!
高速穿越大气层的必要性:宇宙飞船返回时总是以极高的速度穿过大气层,像流星一样划过天际,直到快接近地面时才打开减速伞慢慢降落。虽然这种方式看起来很酷,但风险也很大。2003年2月1日,"哥伦比亚"号航天飞机就是因为这种方式返回时高温而失事的,真是让人心痛啊!速度过高会导致减速伞直接被撕裂:宇宙飞船返回时速度接近第一宇宙速度(每秒7.9公里,约每小时28440公里),现有技术根本造不出能承受这种速度的减速伞。如果强行打开,减速伞会因空气阻力过大而"啪"地瞬间撕裂。而且高温还会直接把减速伞烧毁,这可不是闹着玩的!
为何不使用反推火箭:因为加速脱离地球才是最困难的部分,所以需要花费大量成本用于反推火箭,除此之外真的没有更好的办法了。但是着陆的话完全可以使用成本更低的其他设备,就没必要再使用昂贵的反推火箭了。同时,给宇宙飞船安装反推火箭用于着陆也会导致一开始升空时难度更大,需要花费更多成本。一个宇宙飞船就需要这么多钱,要是每个都这么搞,那预算真的要爆表了!

哎呀,这个问题问得好!飞船返回时的温度真的高得吓人,最高能达到2000摄氏度以上,这简直比炼钢炉还要热啊!之所以这么高温,主要是因为飞船以极快速度冲进大气层,与空气剧烈摩擦产生大量热量。返回舱外面的防热层都会被烧得通红,甚至部分烧蚀脱落,这就是为什么我们经常看到返回舱外表黑乎乎的原因。不过放心吧,科学家们早就想到了解决办法,用了特殊的防热材料来保护里面的宇航员。
这个问题其实涉及到物理规律和经济成本两个方面的限制。从物理上来说,地球引力就像个大力士,一直把飞船往下拉,要对抗它需要超级多的燃料。如果要把返回速度降得很低,就需要携带大量燃料,这会让飞船变得特别重,发射成本就会成倍增加。从经济角度来说,每次发射都要花费巨资,如果为了减缓返回速度而大幅增加成本,那航天项目真的就要破产啦!所以工程师们只能在安全性和成本之间找到最佳平衡点。
当然有啦!宇航员可是国家的宝贝,保护措施必须到位!返回舱内部有超级先进的温控系统,就算外面烧得通红,里面也能保持适宜的温度。宇航员穿的航天服也有隔热功能,再加上座椅的特殊减震设计,真的是全方位保护。而且返回轨迹都是经过精密计算的,会选择最优的角度进入大气层,既保证安全又控制温度。这些措施加起来,才能确保我们的航天英雄平安归来!
当然会啦!科学家们一直在研究新技术呢!比如说可重复使用的返回舱设计、新型防热材料、还有更智能的轨迹控制系统都在研发中。有些公司甚至在试验用巨型充气装置来减速,或者研发更先进的降落伞系统。虽然现在技术还有限制,但随着科技发展,未来的返回方式一定会更安全、更经济。说不定哪天我们普通人也能体验太空旅行呢,想想就让人兴奋啊!
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