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为什么飞船要加速才能返回地球?

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椭圆轨道太复杂,我只说圆轨道。 飞船运行在地球环绕轨道上做圆周运动,要想飞船回到地球就要让它减速,这样它的轨道就会下降。请注意是减速,世界上没有任何飞船的再入过程需要加速。 减速之后飞船高度会下降,但是在下降过程中势能转化为动能,于是速度增加,直到比减速前还要快。反过来说如果飞船加速,它的高度就会升高,速度就会下降,直到比加速前还要慢。过程有些复杂(其实不超过高中物理的水平),我只说结论:加速导致速度减少,减速导致速度增加。这听起来有点反直觉,但是学会怀疑直觉,是走向科学的第一步。 飞船返回的真实过程。 首先,飞船在轨道上由火箭发动机反喷进行减速,这个减速幅度其实很小,因为最后飞船减速主要是靠下一个过程。 接着,飞船高度逐渐下降,但速度越来越快,直到进入大气层顶部。飞船外壳与高层大气剧烈摩擦,形成的高温离子鞘覆盖飞船,遮断通信,所以这一段也叫做“黑障”。同时大气阻力迫使飞船快速减速,减速度可以达到飞船重力的几倍。这是飞船返回过程中最凶险的阶段,也是宇航员最难受的阶段。这个过程跟陨石坠落是一样的。 然后,飞船会在空气阻力的作用下一直减速,一直到亚音速。这时候飞船99.9%的动能都已经被消耗掉了。这样才能打开减速伞,否则你的减速伞会直接被扯烂的。 最后,飞船差不多掉到地面时还有一定的速度,于是飞船要扔掉大底,启动反冲火箭,靠火箭发动机做最后的减速,这样飞船才能安全落地。

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