“太空芭蕉扇”

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“太空芭蕉扇”

你大概看见过流星吧，在满天星斗的夜晚，它拖着长长的火光，从天上飞流而下……由此，你可能会想到，一个高速飞行的物体与空气剧烈摩擦所放出的热量是相当大的，而洲际导弹、返地卫星和航天飞机等再入大气层时，肯定也会发生类似的现象。那么，它们为什么没有被烧成灰烬？莫非它们身上带有“芭蕉扇”把“火焰山”的烈火扇灭了不成？

这个问题提得很有道理。

我们知道，射程一万多公里的洲际导弹并不是像普通炮弹那样在大气层中飞行，而是先依靠火箭的强大推力迅速地冲出大气层，然后在高空拐弯，利用它的飞行惯性再入大气层后，一直朝目标飞去。有些卫星，例如科学探测卫星、侦察卫星等，在空间完成预定任务后，它们的返回舱要重新返回地面，因此叫返回式卫星或近地卫星。当洲际导弹的弹头或返地卫星的返回舱重新进入（又称再入）稠密的大气层时，由于以几倍乃至十几倍声速的速度俯冲下来，所以它们的动能非常大，1000克质量所产生的动能高达28×106焦耳。这些能量转化成热，足以把30公斤的钢加热到沸腾。动能这样大的物体也必然会同流星一样，同大气发生剧烈的撞击和摩擦，在它们前头产生一个高达100多个大气压力以上的冲击波，并将波前的大气加热到七八千℃。在这样高的温度下，任何金属都会立即气化。

据理论计算和实验表明：卫星、导弹等再入大气层时，其头部迎风面的热量约占总热量的98%，流到后身的热量只有2%左右。因此，要使它们安然无恙，关键是要解决它们头部的耐高热问题。

怎样解决呢？科学家们对高温金属和陶瓷等试验之后，认为走单一材料的路，都没有办法克服高温和脆裂这两道难关，唯一的出路是找复合材料。