4月2日，美國(guó)成功發(fā)射了一艘獵戶座載人飛船，把美國(guó)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(kāi)啟了為期約10天時(shí)間的飛行任務(wù)。

在過(guò)去幾十年時(shí)間內(nèi)，我們?nèi)祟惏l(fā)射了很多載人飛船去中國(guó)空間站、國(guó)際空間站執(zhí)行飛行任務(wù)，而這一次獵戶座的飛行任務(wù)和之前的很多飛行任務(wù)都不一樣。因?yàn)檫@艘獵戶座飛船不是去近地軌道的空間站，而是要飛往38萬(wàn)公里外的月球軌道。

按照計(jì)劃，獵戶座飛船在發(fā)射升空后會(huì)加速奔向月球，來(lái)到月球附近后會(huì)進(jìn)行制動(dòng)減速，把速度降下來(lái)以后就會(huì)繞月球飛行，在飛到月球背面后就開(kāi)始返回地球。從發(fā)射升空到返回地球，這一次飛行任務(wù)預(yù)計(jì)歷時(shí)10天時(shí)間。

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

而且，這是在阿波羅17號(hào)載人登月任務(wù)結(jié)束后，時(shí)隔50多年，我們?nèi)祟愂状螌?shí)施載人繞月飛行任務(wù)。所以這一次飛行任務(wù)備受關(guān)注。

這一次飛行任務(wù)要實(shí)現(xiàn)繞月飛行，不過(guò)不會(huì)進(jìn)行載人登月，載人登月任務(wù)由后續(xù)的阿爾忒彌斯4號(hào)任務(wù)去完成，而原計(jì)劃進(jìn)行載人登月的阿爾忒彌斯3號(hào)任務(wù)已經(jīng)調(diào)整為近地軌道的交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)了。所以，原本計(jì)劃在2027年實(shí)施阿爾忒彌斯3號(hào)載人登月任務(wù)也被推遲到了2028年實(shí)施阿爾忒彌斯4號(hào)任務(wù)去載人登月了。

獵戶座飛船在發(fā)射升空后，就會(huì)加速飛往月球，在這個(gè)過(guò)程中和地球的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，和月球的距離會(huì)越來(lái)越近，當(dāng)來(lái)到月球附近后飛船會(huì)減速，然后繞飛到月球的背面。在到達(dá)月球背面后，飛船會(huì)借助月球的引力進(jìn)行加速返回地球。

看起來(lái)整個(gè)繞月飛行任務(wù)很簡(jiǎn)單，從地球出發(fā)，繞到月球后就返回地球，但是整個(gè)過(guò)程其實(shí)是非常復(fù)雜的。

因?yàn)轱w船在發(fā)射升空后，需要加速才能進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道軌道奔向月球，在飛往月球的過(guò)程中飛船還需要進(jìn)行姿態(tài)的調(diào)整，確保飛船精準(zhǔn)飛往月球。

在來(lái)到月球附近時(shí)，飛船飛行速度是非?？斓?，已經(jīng)遠(yuǎn)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(gè)過(guò)程中稍微出現(xiàn)點(diǎn)問(wèn)題，那飛船可能就沒(méi)法完成繞月飛行，甚至可能會(huì)沒(méi)法返回地球。

當(dāng)飛船完成繞月后返回地球時(shí)，速度會(huì)相當(dāng)快，接近地球第二宇宙速度11.2公里每秒。這個(gè)速度比在近地軌道飛行的飛船、空間站、衛(wèi)星都要快得多，在近地軌道飛行的飛船、空間站、衛(wèi)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(shí)，氣動(dòng)加熱效應(yīng)就會(huì)非常強(qiáng)烈，溫度會(huì)飆升到1000℃甚至更高的溫度。這個(gè)溫度的高低和飛船重返地球時(shí)的速度有關(guān)系，速度越快，溫度就越高。

在近地軌道飛行的飛船、衛(wèi)星、探測(cè)器重返地球時(shí)速度超過(guò)7公里每秒，溫度達(dá)到1000多℃。而從月球軌道、火星軌道返回地球時(shí)，這些飛船、探測(cè)器的速度接近11.2公里每秒，氣動(dòng)加熱效應(yīng)會(huì)更加強(qiáng)烈，溫度就會(huì)飆升到接近3000℃。

這是沒(méi)法避免的事情。因?yàn)轱w船飛行速度這么快，飛行高度那么高，意味著飛船的動(dòng)能和重力勢(shì)能都是很大的，而在重返地球的過(guò)程中，飛船速度會(huì)越來(lái)越慢，最后穩(wěn)穩(wěn)地降落到著陸場(chǎng)那里，這時(shí)候的動(dòng)能、重力勢(shì)能都?xì)w零了。那飛船在飛行過(guò)程中的動(dòng)能、重力勢(shì)能去哪里了？

根據(jù)能量守恒定律，能量是不會(huì)憑空消失的，飛船的動(dòng)能、重力勢(shì)能肯定是通過(guò)某種方式轉(zhuǎn)化為其他形式的能量了。

飛船進(jìn)入大氣層后，氣動(dòng)加熱效應(yīng)很強(qiáng)烈，飛船外部溫度急劇上升，實(shí)際上就是飛船的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為熱能了。

當(dāng)然，這樣的情況也只有在登陸有大氣層的星球時(shí)才會(huì)出現(xiàn)劇烈燃燒的現(xiàn)象，像登陸月球這些沒(méi)有大氣層的星球時(shí)是不存在這樣的情況的。

由于月球這些星球沒(méi)有大氣層，所以在登陸的過(guò)程中就沒(méi)法使用氣動(dòng)減速來(lái)降低飛船、探測(cè)器的下降速度了，只能通過(guò)飛船、探測(cè)器自身的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行緩沖減速，如果發(fā)動(dòng)機(jī)推力出現(xiàn)問(wèn)題，或者燃料不足的話，那飛船、探測(cè)器可能就會(huì)“硬著陸”到月球表面。

飛船返回地球的過(guò)程中會(huì)劇烈燃燒起來(lái)，那飛船發(fā)射升空的過(guò)程中為什么不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢？實(shí)際上飛船發(fā)射升空和返航的過(guò)程是相反的。

飛船從外太空返回地球進(jìn)入大氣層后，遇到的空氣會(huì)越來(lái)越濃密，而飛船發(fā)射升空過(guò)程中遇到的空氣則是越來(lái)越稀薄。

當(dāng)飛船、火箭組合體從地面發(fā)射升空的過(guò)程中，一開(kāi)始速度很慢，隨著火箭不斷加速，火箭、飛船組合體的速度會(huì)越來(lái)越快。

雖然這個(gè)過(guò)程中飛船速度不斷上升，但是高空中的空氣越來(lái)越稀薄了，所以氣動(dòng)加熱效應(yīng)并不會(huì)很強(qiáng)烈，外部溫度不會(huì)很高。所以就不會(huì)出現(xiàn)劇烈燃燒的現(xiàn)象。