美國繞月飛船3.8萬公里返航，隔熱罩存隱患

北京時間4月11日08:07，美國阿爾忒彌斯2號獵戶座飛船將在圣迭戈外海濺落。

對NASA來說，最驚險的不是飛月球，而是沖回地球的最后幾分鐘。

飛船從月球返程，再入大氣層時速高達(dá)3.8萬公里，會讓飛船外表面被加熱到2760℃，任務(wù)成敗全看這最后一步。

很多人看過空間站宇航員返回，覺得從太空回來沒什么大不了，但壓根不是一回事。

空間站在近地軌道飛，返回速度慢、風(fēng)險小，而獵戶座是從38萬公里外的月球回來，速度比近地返回快一倍還多。

3.8萬公里/小時的速度真的太夸張，一秒就能飛10公里多。民航客機一小時才飛800公里，它是民航的40多倍，北京到上海1200多公里，它不到一分鐘就跑完了。

這么快的速度，飛船的隔熱防護(hù)根本沒機會補救，普通航天器隔熱出點小問題，還能調(diào)整緩沖一下。

可獵戶座速度太快，熱量眨眼睛的功夫就堆在飛船表面，隔熱罩哪怕破個一毫米的小口子，高溫一下子就鉆進(jìn)去，宇航員連反應(yīng)的時間都沒有。

這么快的速度沖進(jìn)大氣層，飛船前面的空氣散不開，被瞬間壓成一團(tuán)大火球，把飛船裹得嚴(yán)嚴(yán)實實，外表面溫度直接飆到2760℃。

這個溫度有多嚇人？火山巖漿最高才1300℃，煉鋼廠煉鋼也才1500℃，2760℃能輕松熔掉鋼板，快趕上太陽表面一半的溫度了。

高溫灼燒的時候，飛船會失聯(lián)好幾分鐘。火球會切斷所有無線電信號，地面聯(lián)系不上飛船，宇航員也啥都做不了，只能靠飛船自動程序和船底的隔熱罩保命。

NASA飛行總監(jiān)都說，這13分鐘沒有重來的機會，成了就平安落地，敗了就是萬劫不復(fù)。

可偏偏，這個唯一能保命的隔熱罩，早就查出了大問題。

2022年NASA發(fā)射阿爾忒彌斯1號無人測試，就是想試試飛船安不安全，尤其是返程這關(guān)。

飛船落地后，工程師一檢查就慌了，隔熱罩上有100多處破損、裂紋，不少地方的燒蝕材料都裂了、大塊往下掉。

無人測試都這樣，要是坐了人，后果不敢想。后來查出來，這不是做工差，是天生的設(shè)計缺陷，這種設(shè)計缺陷，說白了就是選材料的時候就沒選對。

當(dāng)年 NASA 為了省錢、圖省事，直接用了阿波羅計劃時的 Avcoat 燒蝕材料，壓根沒考慮到現(xiàn)在深空返回的速度和溫度，早就比當(dāng)年高太多了。

這材料的透氣性和隔熱效果，根本跟不上現(xiàn)在的任務(wù)要求，老材料硬湊新任務(wù)，不出問題才怪。

其實隔熱罩的原理很簡單，燒蝕材料遇高溫會碳化、汽化，把熱帶走，不讓高溫進(jìn)艙。

但是問題就出在材料上，高溫下會產(chǎn)生很多氣體，本應(yīng)慢慢散出去，可材料不透氣，氣體全悶在里面。

就會在材料內(nèi)部形成高壓區(qū)，隨著溫度持續(xù)升高，高壓會不斷侵蝕材料的微觀結(jié)構(gòu)，最終從內(nèi)部撐裂表層，這種從內(nèi)到外的破壞，比外部損傷更難預(yù)防，也更致命。

查出這么致命的問題，本該換個新隔熱罩，可NASA偏不，還在用這個壞的。

原因很簡單，查出來缺陷時，阿爾忒彌斯2號已經(jīng)造完組裝好了。

要是重新設(shè)計隔熱罩、再拆了重裝，整個任務(wù)就得再往后拖好幾年，美國阿爾忒彌斯登月計劃本就多次延期，原定2024年載人登月，如今已推遲到2027年之后。

國會持續(xù)催促，民眾也頗有微詞，NASA無法承受再次延期的壓力，最終選擇冒險使用現(xiàn)有隔熱罩，NASA也采取了補救措施，但這種措施治標(biāo)不治本。

原本的返回計劃是讓飛船在大氣層邊緣多次彈跳減速，這種方式更平穩(wěn)，但飛船在高溫環(huán)境中停留時間較長。

此次NASA修改路線，讓飛船近乎垂直沖入大氣層，將飛船暴露在2760℃高溫中的時間從14分鐘壓縮到8分鐘。

這種調(diào)整看似降低風(fēng)險，實則大幅提升了任務(wù)難度，陡峭的再入角度容錯率極低，偏差不到1度就會出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

而且角度過陡會導(dǎo)致飛船熱負(fù)荷瞬間超標(biāo)被燒穿，角度過緩則會被大氣層彈回太空，無法返回地球。

縮短高溫暴露時間，無法解決材料本身的設(shè)計缺陷，高溫環(huán)境下，材料仍會產(chǎn)生氣體，仍有可能出現(xiàn)開裂、脫落的情況。

黑障期內(nèi)，地面和宇航員都無法監(jiān)測隔熱罩的實時狀態(tài)，一旦出現(xiàn)破損，沒有任何補救辦法。

航天熱防護(hù)專家明確表示，這屬于A級事故風(fēng)險，一旦隔熱罩大面積失效，2760℃的高溫會瞬間涌入艙內(nèi)，飛船會在空中解體，4名宇航員沒有生還可能。

說到這里，不少人會聯(lián)想到2003年的哥倫比亞號慘案。

當(dāng)年美國哥倫比亞號航天飛機起飛時，一塊隔熱瓦脫落，重返大氣層時，高溫順著缺口燒穿機身，7名宇航員全部遇難，連完整遺體都未能找到。

此次獵戶座飛船面臨的溫度更高、速度更快，隔熱罩的問題是天生的全范圍設(shè)計缺陷，并非單一的意外損傷。

目前NASA高層仍對外宣稱，對隔熱罩安全性有信心，沒有理性擔(dān)憂，但信心無法抵御2760℃的高溫，也無法解決材料透氣性不足的問題。

人類探索太空需要勇氣和冒險精神，但勇氣不等于賭命，更不應(yīng)該讓4名宇航員，為NASA的進(jìn)度延期和設(shè)計缺陷承擔(dān)生命風(fēng)險。

一邊是無法根治的設(shè)計缺陷，一邊是毫無退路的返程任務(wù)，4名宇航員的安危，早已超出了單純的航天探索范疇，是僥幸闖關(guān)成功，還是為倉促的決策付出代價，答案很快就會揭曉。