Question

为什么飞船要加速才能返回地球？

Answer 1

椭圆轨道太复杂，我只说圆轨道。\x0d\x0a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。\x0d\x0a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。\x0d\x0a\x0d\x0a飞船返回的真实过程。\x0d\x0a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。\x0d\x0a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。\x0d\x0a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。\x0d\x0a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。