載人繞月飛船成功發射，返航需承受近3000℃高溫灼燒挑戰

4月2日，美國成功發射了一艘獵戶座載人飛船，把美國宇航員里德·懷斯曼、維克多·格洛弗、克里斯蒂娜·科赫，以及加拿大航天局宇航員杰里米·漢森送上了太空，他們開啟了為期約10天時間的飛行任務。

在過去幾十年時間內，我們人類發射了很多載人飛船去中國空間站、國際空間站執行飛行任務，而這一次獵戶座的飛行任務和之前的很多飛行任務都不一樣。因為這艘獵戶座飛船不是去近地軌道的空間站，而是要飛往38萬公里外的月球軌道。

按照計劃，獵戶座飛船在發射升空后會加速奔向月球，來到月球附近后會進行制動減速，把速度降下來以后就會繞月球飛行，在飛到月球背面后就開始返回地球。從發射升空到返回地球，這一次飛行任務預計歷時10天時間。

首先，這是一次載人的繞月飛行任務，也是美國阿爾忒彌斯載人重返月球計劃的第一次載人飛行任務，也是獵戶座飛船的首次載人飛行任務。

而且，這是在阿波羅17號載人登月任務結束后，時隔50多年，我們人類首次實施載人繞月飛行任務。所以這一次飛行任務備受關注。

這一次飛行任務要實現繞月飛行，不過不會進行載人登月，載人登月任務由后續的阿爾忒彌斯4號任務去完成，而原計劃進行載人登月的阿爾忒彌斯3號任務已經調整為近地軌道的交會對接試驗了。所以，原本計劃在2027年實施阿爾忒彌斯3號載人登月任務也被推遲到了2028年實施阿爾忒彌斯4號任務去載人登月了。

獵戶座飛船在發射升空后，就會加速飛往月球，在這個過程中和地球的距離越來越遠，和月球的距離會越來越近，當來到月球附近后飛船會減速，然后繞飛到月球的背面。在到達月球背面后，飛船會借助月球的引力進行加速返回地球。

看起來整個繞月飛行任務很簡單，從地球出發，繞到月球后就返回地球，但是整個過程其實是非常復雜的。

因為飛船在發射升空后，需要加速才能進入地月轉移軌道軌道奔向月球，在飛往月球的過程中飛船還需要進行姿態的調整，確保飛船精準飛往月球。

在來到月球附近時，飛船飛行速度是非常快的，已經遠超月球的逃逸速度了，還需要減速才能繞月飛行，最后才能返回地球。如果這個過程中稍微出現點問題，那飛船可能就沒法完成繞月飛行，甚至可能會沒法返回地球。

當飛船完成繞月后返回地球時，速度會相當快，接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒。這個速度比在近地軌道飛行的飛船、空間站、衛星都要快得多，在近地軌道飛行的飛船、空間站、衛星的速度接近地球第一宇宙速度7.9公里每秒。

飛船以這么快的速度重返地球時，氣動加熱效應就會非常強烈，溫度會飆升到1000℃甚至更高的溫度。這個溫度的高低和飛船重返地球時的速度有關系，速度越快，溫度就越高。

在近地軌道飛行的飛船、衛星、探測器重返地球時速度超過7公里每秒，溫度達到1000多℃。而從月球軌道、火星軌道返回地球時，這些飛船、探測器的速度接近11.2公里每秒，氣動加熱效應會更加強烈，溫度就會飆升到接近3000℃。

這是沒法避免的事情。因為飛船飛行速度這么快，飛行高度那么高，意味著飛船的動能和重力勢能都是很大的，而在重返地球的過程中，飛船速度會越來越慢，最后穩穩地降落到著陸場那里，這時候的動能、重力勢能都歸零了。那飛船在飛行過程中的動能、重力勢能去哪里了？

根據能量守恒定律，能量是不會憑空消失的，飛船的動能、重力勢能肯定是通過某種方式轉化為其他形式的能量了。

飛船進入大氣層后，氣動加熱效應很強烈，飛船外部溫度急劇上升，實際上就是飛船的動能和重力勢能轉化為熱能了。

當然，這樣的情況也只有在登陸有大氣層的星球時才會出現劇烈燃燒的現象，像登陸月球這些沒有大氣層的星球時是不存在這樣的情況的。

由于月球這些星球沒有大氣層，所以在登陸的過程中就沒法使用氣動減速來降低飛船、探測器的下降速度了，只能通過飛船、探測器自身的發動機進行緩沖減速，如果發動機推力出現問題，或者燃料不足的話，那飛船、探測器可能就會“硬著陸”到月球表面。

飛船返回地球的過程中會劇烈燃燒起來，那飛船發射升空的過程中為什么不會出現這樣的情況呢？實際上飛船發射升空和返航的過程是相反的。

飛船從外太空返回地球進入大氣層后，遇到的空氣會越來越濃密，而飛船發射升空過程中遇到的空氣則是越來越稀薄。

當飛船、火箭組合體從地面發射升空的過程中，一開始速度很慢，隨著火箭不斷加速，火箭、飛船組合體的速度會越來越快。

雖然這個過程中飛船速度不斷上升，但是高空中的空氣越來越稀薄了，所以氣動加熱效應并不會很強烈，外部溫度不會很高。所以就不會出現劇烈燃燒的現象。