破坏性大气再入：看航天器如何毁灭

破坏性大气再入：看航天器如何毁灭对欧航局(ESA)的AutomatedTransferVehicle（以下简称ATV）航天运输飞行器重新进入地球大气层的模拟，首先将航天器的周围表现为一个由相互连接的点组成的三维云，即所谓的“计算网格”。这构成了通过“计算流体动力学”对下降的航天器周围的气体的高超音速运动进行建模的过程的一部分。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330777.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330777.htm

航天器带去的金属在平流层中留下令人不安的合金气溶胶印记

航天器带去的金属在平流层中留下令人不安的合金气溶胶印记航天器和卫星发射数量的不断增加向平流层引入了大量金属，可能会影响气候、臭氧层和地球的宜居性。预计到2030年将有多达50000颗卫星升空，对大气层的影响仍不确定。研究人员利用固定在研究飞机鼻锥上的工具，在距离地球表面超过11英里的上空进行采样，发现大气层中的气溶胶含有大量金属，这些金属可能来自日益频繁的航天器和卫星的发射和返回。这些大量金属正在改变大气中的化学成分，可能会对地球大气层和臭氧层造成影响。在《美国国家科学院院刊》（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）上发表研究报告的科学家团队成员之一丹-奇佐（DanCziczo）说："我们在我们认为原始的大气区域发现了这种人造物质。如果平流层--大气层中的这一稳定区域--发生了什么变化，那就值得我们仔细观察"。普渡大学理学院地球、大气和行星科学系教授兼系主任Cziczo是大气科学领域的专家，他花了几十年时间研究这一稀有区域。普渡大学理学院地球、大气和行星科学系教授兼系主任丹-克齐佐（DanCziczo）是发现大气中气溶胶含有大量金属的研究小组成员之一，这些气溶胶可能来自日益频繁的航天器和卫星的发射和返回。数据是在距离地球表面超过11英里的高空，使用挂在研究飞机鼻锥上的取样工具收集的。图片来源：普渡大学照片/约翰-安德伍德在地球、大气和行星科学系兼职教授、美国国家海洋和大气管理局研究员丹-墨菲（DanMurphy）的带领下，研究小组检测到了20多种元素，其比例与航天器合金中使用的比例一致。他们发现，航天器重返大气层时产生的锂、铝、铜和铅的质量远远超过了在自然宇宙尘埃中发现的金属。近10%的大型硫酸颗粒，也就是有助于保护和缓冲臭氧层的颗粒含有铝和其他航天器金属。科学家估计，到2030年，可能会有多达5万多颗卫星进入轨道。据研究小组计算，这意味着在未来几十年里，平流层硫酸粒子中将有多达一半含有重返大气层时产生的金属。这将对大气层、臭氧层和地球上的生命产生怎样的影响，目前尚不清楚。平流层研究面临的挑战长期以来，科学家们一直怀疑航天器和卫星正在改变高层大气，但研究平流层是一项挑战，因为我们并不住在平流层，即使是最高的飞行也只是短暂进入平流层。作为美国国家航空航天局机载科学计划的一部分，墨菲和他的研究小组驾驶一架WB-57飞机在阿拉斯加离地面11.8英里（19公里）的地方对大气层进行采样，那里往往会形成环极云。Cziczo和他的小组也驾驶ER-2飞机在美国大陆上空进行了类似的测量。两个小组都使用了固定在机头锥体上的仪器，以确保只对最新鲜、最不受干扰的空气进行采样。平流层就像平静无波的海面，至少在人类眼中是平静无波的。生命和文明主要发生在地球表面和对流层，即大气层的最底层。平流层是大气层中出奇稳定、看似平静的一层。平流层也是臭氧层的领域：这个气体奇迹就像一个全球帐篷，为地球和地球上的所有生命抵挡灼热的紫外线辐射。如果没有臭氧层，地球上可能永远不会出现生命。没有臭氧层，生命也不可能延续下去。过去的几十年对于平流层来说是多事之秋。20世纪80年代，臭氧层受到氯氟化碳的威胁，只有各国政府和企业在全球范围内持续协调努力，才能在修复和补充臭氧层方面初见成效。"流星划过大气层，"Cziczo说。"流星通常会在大气层中燃烧，甚至不会变成陨石到达地球。因此，陨石的材料以离子的形式留在大气层中。它们形成非常热的气体，开始冷却并凝结成分子，落入平流层。这些分子相互发现并结合在一起，形成了我们所说的陨石烟雾。科学家们最近开始注意到，这些陨石颗粒的化学指纹开始发生变化，这让我们不禁要问：那么，是什么发生了变化？因为陨石的成分并没有改变。但航天器的数量却发生了变化。"航天器留下的遗产航天器的发射和返回曾经是国际事件。人造卫星和水星任务的发射曾是头版新闻。现在，创新浪潮的加快和监管的放松意味着数十个国家和公司都能将卫星和航天器发射到轨道上。所有这些卫星都必须用火箭送上去，而大部分材料最终都会返回地面。就像大船在海洋中航行时留下的尾迹一样，火箭也会留下金属的尾迹，这些尾迹可能会以科学家尚不了解的方式改变大气层。"为了把东西送入轨道，你需要所有这些燃料和一个巨大的机身来支撑有效载荷，"Cziczo说。"有如此多的火箭上升和返回，又有如此多的卫星穿过大气层返回，以至于平流层中开始出现这些气溶胶粒子。"当然，流星是最早的太空运载系统。陨石每天都会穿过大气层。大气层的热量和摩擦力会剥落陨石上的物质，就像剥落人类制造的人工制品一样。然而，虽然每天都有数百颗陨石进入地球大气层，但越来越多的陨石被成吨的金属所取代，这些金属构成了猎鹰、阿丽亚娜和联盟号火箭，它们将航天器送入太空并再次返回地球表面。"大气层的变化很难研究，理解起来也很复杂，"Cziczo说。"但这项研究向我们表明，人类居住和人类航天飞行对地球的影响可能是巨大的，也许比我们想象的还要巨大。了解我们的星球是最紧迫的研究重点之一。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390985.htm

NASA猎户座飞船将尝试载人航天器的首次跳跃式再入大气层 类似于打水漂

NASA猎户座飞船将尝试载人航天器的首次跳跃式再入大气层类似于打水漂在这次跳入过程中，猎户座将进入地球大气层的上层，利用大气层和太空舱的升力，先跳出大气层，然后在降落伞辅助下重新进入大气层进行最后的下降并溅落，这有点像在河流或湖泊的水面上打水漂。猎户座导航和控制子系统经理克里斯-马德森说："跳跃过程将帮助猎户座降落在离美国海岸更近的地方，那里的回收人员将等待将航天器带回陆地。当我们从阿特米斯二号开始用猎户座载人飞行时，着陆的准确性将有助于确保我们能够迅速接回船员，并减少我们需要驻扎在太平洋上协助回收的资源数量。"在阿波罗计划期间，航天器直接进入地球的大气层，然后可以在这个位置之外飞行1725英里（1500海里/2880公里），然后再降落。这种有限的范围要求美国海军舰艇驻扎在多个偏远的海洋地点。通过使用跳跃式进入，猎户座可以在进入点之外飞行5524英里（4800海里/8890公里），使航天器能够更精确地着陆。跳过进入点最终使航天器能够准确和一致地降落在同一着陆点，无论它何时何地从月球回来。通过跳回大气层来扩大范围，在那里对太空舱几乎没有阻力。由于几乎没有阻力，飞船可以扩大飞行范围，利用太空舱升力可以确定能跳多高，从而计算出可以跳多远。尽管跳跃式再入的概念从阿波罗时代就已经存在，但由于阿波罗缺乏必要的导航技术、计算能力和准确性，所以没有使用。这张图显示了猎户座航天器通过跳板进入可以扩展的范围，与阿波罗航天器通过直接进入所能飞行的范围相比。资料来源：美国国家航空航天局跳跃式进入也将使宇航员在从月球任务进入地球时经历较低的重力。与其说是单一的高加速度事件，不如说是两次较低的加速度事件，每次约为4g。跳跃式进入将减少宇航员的加速负荷，使他们有一个更安全、更平稳的旅程。分割跳跃带来的加速度降低也分割了加热过程，这对于一个在返回时将承受大约5000华氏度（2800摄氏度），比太阳表面热一半的航天器来说不是小事。航天器在重返大气层时经历的热量将在两次活动中分担，导致两次活动中的热率较低，并最终使宇航员的飞行更加安全。在阿特米斯任务期间，猎户座将在距离加利福尼亚州圣地亚哥海岸约50英里（43海里/80公里）的地方降落，那里的救援队距离很近，可以快速回收航天器。这种快速接人的操作也将使宇航员更加安全，它也将比阿波罗计划更具成本效益，因为它不需要海军在目标海域广泛部署船只。作为美国宇航局阿特米斯计划的一个重要组成部分，猎户座飞船将在阿特米斯一号期间参加美国宇航局对其深空探索系统的首次综合测试。太空发射系统火箭将发射一个没有乘员的猎户座，执行超越月球4万英里的任务，然后返回地球。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334887.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334887.htm

NASA露西号航天器即将回到地球大气层附近以实施引力弹射加速

NASA露西号航天器即将回到地球大气层附近以实施引力弹射加速美国宇航局的露西号航天器，第一个前往木星特洛伊小行星的任务，将于美国东部时间10月16日上午7点04分掠过地球的大气层。这是一次非常近距离的航天器飞越，它将在距离地表仅220英里（350公里）的地方经过。通过在发射一周年之际飞过地球，"露西"将获得一些它所需要的轨道能量，以前往这个从未被访问过的小行星群。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327177.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327177.htm

欧空局将测试一种可重复使用的航天器折叠防热装置Pridwen

欧空局将测试一种可重复使用的航天器折叠防热装置Pridwen在这一点上，它弹出并展开，看起来像一把倒置的雨伞，比目前许多重返大气层的飞船外部使用的烧蚀式热屏蔽多出一吨的表面积。这使它能够将热量直接辐射出去，而不是需要分解和燃烧。发射时，该装置紧紧地折叠起来，防护罩在再入大气层时展开，以排斥热量，并使飞船减速到足以被悬停网抓住。Pridwen已经从17公里（56000英尺）的高空进行了测试，它的创造者威尔士公司SpaceForge已经用它成功地捕获了以极限速度下落的网中的测试物品。因此，随着该公司今年晚些时候的首次发射，即ForgeStar-1A，它很快就会有机会从太空中把东西带到地面。这项技术最终可以帮助小型航天器在其任务结束后重新使用--但SpaceForge还有另一个目标。它的最终计划是建立一个基于空间的制造服务，利用低重力、低污染、极端温度和空间的自然真空来生产高价值的产品，如药品、超导体和超级合金。在这种情况下，Pridwen将在货物返回地球的途中为其提供保护。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361653.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361653.htm

马斯克星舰再入大气层很牛吗？博主：航天飞机才是真神

马斯克星舰再入大气层很牛吗？博主：航天飞机才是真神不过对于星舰的表现到底牛不牛一事，科学科普博主“航天爱好者”则表达了不同的看法，其直接称：星舰再入大气层很牛吗？拉倒吧，航天飞机才是真神，这玩意可是首飞就敢载人的，关键还成功了。博主表示，要真说谁才是最牛的再入航天器，那还说是航天飞机，因为星舰首次再入就姿态发散，最终烧毁（或解体）。而首飞于43年前（1981年）的航天飞机，那时既没有先进的仿真软件，也没有如今成熟多样的防热技术，还没采用不锈钢这种相对耐热的箭体结构材料（航天飞机里面是铝合金），人类更是从未有这种级别大体积航天器的再入经验的情况下，但依旧选择了首次发射即载人飞行。这是人类航天史上唯一一次首飞就载人的载人航天器，前无古人，后无来者，而且发射成功了，并且以滑翔方式平安垃降落地面。其感慨称：可能航天飞机退休时间太长了，13年，大家都忘了，航天飞机就是一款支持黑障通讯的航天器，星舰只不过黑障直播了一下。附：当年航天飞机发射视频实录。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424044.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424044.htm