突发！美宇航员返回，坠入黑障区变火球，信号中断，究竟多可怕？

文|小彭的灿烂笔记

编辑|小彭的灿烂笔记

声明：本文陈述内容参考的“官方信息来源”，均赘述在文章末尾，感谢支持。

【前言】

2025年3月18日，美国宇航员苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔结束了长达9个月的太空滞留，搭乘SpaceX的“龙”飞船返回地球。

而这场回家的旅程并非一帆风顺，从脱离国际空间站到最终溅落海面，宇航员们经历了信号失联、高温灼烧、黑障区穿越等一系列惊心动魄的考验。

航天器返回地球的过程，被称为“再入大气层”，是载人航天任务中最危险的阶段之一。

无论是中国的神舟飞船、俄罗斯的联盟号，还是美国的“龙”飞船，所有航天器在返回时都必须面对极端高温、剧烈震动和短暂失联的挑战……

那么黑障区究竟是什么？为何会让返回舱烧成火球并导致信号失联？它又隐藏着哪些不为人知的秘密和危险呢？

【黑障区：神秘的太空 “陷阱”】

黑障区并不是大气层中某个特定的区域，而是一种特殊的物理现象。

当飞行器以极高的速度返回大气层时，在一定高度和时间范围内，飞行器周围会出现一系列特殊的物理变化，从而导致与地面的通信联络严重失效甚至完全中断，这个出现特殊物理变化、通信中断的阶段所对应的区域，就被称为黑障区 。

黑障区通常出现在地球上空 35 - 80 千米的大气层之间，这个高度范围属于大气层中的中间层和热层底部，大气密度相对较高，但又不像对流层和平流层那样有明显的气象特征和稳定的大气结构。

当美国宇航员乘坐的返回舱以极高的速度进入大气层时，返回舱与大气分子之间发生了剧烈的摩擦和挤压 。

这种摩擦和挤压产生了巨大的能量，使得返回舱表面的温度急剧升高，甚至能达到 2000℃左右。

在如此高温下，返回舱表面的材料开始熔化、升华，同时周围的空气分子也被激发和电离，形成了一层由带电粒子组成的等离子体鞘套，包裹在返回舱周围。

等离子体鞘套的存在是导致通信中断的关键因素，我们知道，现代通信主要依靠电磁波来传输信号，而等离子体中的自由电子和离子能够与电磁波相互作用 。

当电磁波试图穿过等离子体鞘套时，会被其中的带电粒子吸收、散射和反射，导致信号强度大幅衰减，甚至完全无法穿透，从而造成返回舱与地面控制中心之间的通信联络中断，形成了黑障区。

【美国宇航员的惊险历程】

2024 年 6 月 5 日，美国宇航员威尔莫尔和威廉姆斯搭乘波音 “星际客机” 飞赴国际空间站，执行首次载人试飞任务 ，本以为这会是一次充满荣耀与探索的征程，却没想到，等待他们的是长达 9 个月的太空滞留。

在飞行过程中，波音 “星际客机” 暴露出严重的技术问题，推进器故障和氦气泄漏等状况接连出现，使得飞船的飞行姿态控制和动力系统受到极大影响 。这些问题导致原定于 6 月 14 日的返航计划被迫取消，两名宇航员被困在了国际空间站，开始了漫长的等待。

波音公司作为航空航天领域的巨头，在商业载人航天项目中却多次出现技术问题，这无疑令人感到失望。

回顾波音 “星际客机” 的研发历程，可谓是波折不断。

2019 年 12 月，“星际客机” 首次不载人试飞，就因软件缺陷等问题未能进入预定轨道，被迫取消前往国际空间站的计划 。

此后，2021 年 8 月的第二次不载人试飞又因火箭推进系统故障推迟。

尽管 2022 年完成了第二次不载人试飞并从国际空间站返回地球，但推进器故障、软件问题和冷却系统故障等隐患依旧存在，被美国国家航空航天局（NASA）列为最高级别安全隐患。

2023 年，“星际客机” 的首次载人飞行测试因降落伞系统缺陷、线缆易燃问题和推进系统复查多次延期。

到了 2024 年，首次载人任务强行实施，结果还是出现了严重问题，导致宇航员滞留太空。

经过漫长的等待，美国航天局和太空探索技术公司（SpaceX）终于制定了救援计划 。

美国东部时间 2025 年 3 月 18 日凌晨，威尔莫尔和威廉姆斯与另外两名宇航员尼克?黑格和俄罗斯宇航员戈尔布诺夫一起，乘坐 SpaceX 的 “龙” 飞船脱离国际空间站，踏上了返回地球的征程。

而归途并非一帆风顺，当 “龙” 飞船以极高的速度进入地球大气层时，瞬间进入了黑障区，返回舱与大气分子剧烈摩擦，表面温度急剧升高，迅速变成了一个熊熊燃烧的火球 。

此时宇航员们承受着巨大的心理压力，他们深知自己正处于极度危险的境地，与地面控制中心失去联系，一切只能依靠飞船自身的系统和自己的经验来应对。

在黑障区内，返回舱不仅要承受高温的考验，还要应对过载带来的身体挑战 。

飞船在高速下降过程中，产生的过载力可达 4 - 5G，这对宇航员的身体造成了极大的负担。

他们需要在这种情况下保持清醒，随时准备应对可能出现的突发状况。

当 “龙” 飞船突破黑障区后，又面临着海上回收的挑战 。

“龙” 飞船选择在佛罗里达州附近海域溅落，这就意味着飞船需要在复杂的海洋环境中安全着陆。

海域面积广阔，风浪、海流等因素都可能影响飞船的降落位置和稳定性，甚至可能导致飞船翻覆。

一旦出现意外，救援工作将面临巨大的困难，宇航员的生命安全也将受到严重威胁。

【黑障区对航天器的威胁】

黑障区对航天器的威胁是多方面的，其中最直接的就是高温对航天器结构和设备的破坏 。

当返回舱进入黑障区时，表面温度急剧升高，可达到 2000℃左右，如此高的温度足以熔化大多数金属材料。

如果没有有效的防护措施，返回舱的结构将会受到严重破坏，内部的设备也会因高温而损坏，这将直接危及宇航员的生命安全。

等离子体鞘套对通信和导航系统的干扰也是一个巨大的挑战 ，在黑障区内，由于等离子体鞘套的存在，通信信号无法正常传输，导致航天器与地面控制中心失去联系。

这使得地面控制人员无法实时了解航天器的状态，无法对其进行有效的控制和指导。

同时，导航系统也会受到干扰，导致航天器的定位和姿态控制出现偏差，增加了着陆的难度和风险。

黑障区还会对航天器的气动性能产生影响 ，在黑障区内，航天器周围的气流变得非常复杂，气动力和力矩的变化会导致航天器的飞行姿态难以控制。

如果不能及时调整飞行姿态，航天器可能会偏离预定的轨道，甚至出现翻滚等危险情况，进一步增加了着陆的难度和风险。

为了应对黑障区带来的挑战，各国在航天器的设计和技术研发上采取了一系列措施 。

在防热材料和结构设计方面，科学家们研发出了各种高性能的防热材料，以保护航天器在高温环境下的安全。

在通信技术方面，各国也在不断探索新的方法，以解决黑障区内通信中断的问题 。

一些国家还在研究利用激光通信、量子通信等新技术，来实现黑障区内的可靠通信 。

【结语】

宇航员返回地球的过程，是人类航天探索中最惊心动魄的篇章之一。

从黑障区的信号失联到高温灼烧的火焰考验，再到海上溅落的最后一步，每一步都充满了未知与风险。而，正是这种勇气与坚持，推动着人类不断向宇宙深处迈进。

苏妮·威廉姆斯和布奇·威尔莫尔的故事，不仅是一次技术上的胜利，更是一次精神上的升华。

他们的经历提醒我们，航天探索不仅是科学与技术的较量，更是人类勇气与智慧的体现。

未来随着技术的进步，我们或许能够克服更多的挑战，但宇航员们的勇气与奉献，将永远铭刻在人类探索宇宙的历程中。

参考资料：

新华社新闻在2025-03-19关于《美国“龙”飞船载滞留空间站宇航员返回地球》的报道

新华社新闻在2025-03-19关于《美国“龙”飞船载滞留空间站宇航员返回地球》的报道