在航天器和火箭的發射時,我們會常常聽到“黑障”一詞,當航天器或是火箭以很高的速度再入大氣層返回地球,進入大氣層40至80公裏的這段範圍時,就進入了“黑障”。在“黑障”中,再先進的雷達,再先進的探測儀器也暫時失明或失聰,什麼也看不到,什麼也探測不到,隻有靠計算的數據和預測的時間方位,來判斷飛行器突破“黑障”的時間和方位。
在每一次神州飛船返回過程中,地麵的工作人員都要經曆一段特別緊張的時候。在一次返回艙即將創越“黑障”時,設備車內所有人員都屏住呼吸,靜得能聽到他們的心跳聲。
突然,代表飛船返回艙的“綠點”出現了顯示屏上,並迅速在屏幕上劃過一串連綿曲線。此時,操作手果斷地按下了“截獲”鍵,“綠點”被牢牢鎖定。
“發現目標,捕獲目標!”這聲音在那一時刻聽起來是那樣的優美和激動人心。此時,大家都如釋重負,看見返回艙信號在計算機屏幕上滑過的軌跡是那樣的美麗。
“目標丟失!”車內緊張的氣氛又一次凝重起來,怎麼回事?
“切換外引導!”
幾秒鍾後,還是沒有發現目標。
“切換炮鏡引導方式!”
幾秒鍾後,“發現目標,捕獲目標!”此時聽到指揮員連說了幾個“好”字,才讓大家把剛剛提到嗓子眼的心暫時放下了。
“回收一號跟蹤正常!”
雷達設備一直跟蹤飛船返回艙落了地,大家的心才徹底放下了。回收任務完滿成功,大家相擁歡呼:“我們成功了!”
黑障是怎樣形成的呢?我們知道,所有飛行器返回大氣層的時候,飛行速度極高,可以達到音速的十幾倍到幾十倍。這就在飛行器的前端形成了一個很強的激波。由於飛行器頭部周圍激波的壓縮和大氣的粘度作用,使高速飛行的動能大量轉化為熱能。飛行器表麵達到很高的溫度時,氣體和被燒蝕的防熱材料均發生電離,導致用於通信的電磁波傳輸衰減或反射,此時,地麵與飛行器之間的無線電通信便中斷了。
隨著飛行器高度的下降,當速度降低到一定程度時,不再有足夠的溫度使氣體分子電離,等離子體鞘接觸,黑障就會消失。