来历:我国科普饱览
2019年10月11日0点左右,疑似一颗陨石掉落,多位吉林网友目睹到其掉落时发生的火花,黑夜照射成白日相同。
许多长春的网友们表明自己还没来得及许愿。其实一般到了年末,能观测到的流星雨还有许多,比方10月下旬的狮子座流星雨,11月份的猎户座流星雨,以及12月份的双子座流星雨等等。咱们在欣赏这些流星雨的时分有没有想过,流星为什么会发热发光呢?
美丽诱人的流星雨(图片来历:https:///2015/0318/529714.html)
陨石在进入大气层后,它紧缩了它前面的空气,使得陨石前面的空气温度敏捷升高至几千度,然后点着了陨石,然后使陨石发光变成了咱们能够看见的流星。也便是说是紧缩空气成果了流星的凄美“绝唱”,而不是冲突空气。
陨石进入大气层后,最早焚烧的是陨石前端空气被紧缩最凶猛的部分(图片来历:https://sputniknews.com/science/201804291064008986-five-asteroids-heading-past-earth-today/)
那么紧缩空气为什么会发生很多的热量呢?这其实和能量守恒定律有联系。当陨石进入大气层时,速度是非常快的(一般是几十千米每秒),这时陨石前部的空气无法快速地被“挤到”陨石周围,因而会被敏捷紧缩。依据能量守恒定律,对气体紧缩所做的功会转为气体的内能,然后表现为气体温度的升高。这种现象在日常日子中很常见,例如咱们用鼓劲筒给轮胎鼓劲,由于咱们在紧缩气体做功,鼓劲筒内的空气温度会升高,因而鼓劲筒会发热。由于陨石前部的空气被紧缩的非常凶猛,因而温度也会升的非常高,一般会在2000摄氏度左右,在这么高的温度下,大多数陨石都会被焚毁,地球上的生命也因而得到了有用的维护。
当然,仍是会有极少数比较耐燃的陨石在未焚烧完就下降到了地球,这便是咱们在各种航天博物馆里见到的陨石了,这种陨石一般都非常稀疏,是非常宝贵的科学研究资料。
关于各种人工航天器(包含人工卫星,载人飞船,乃至是空间站等)回来大气层时发光发热,原理和陨石其实是附近的,它们的紧缩空气的功率乃至比陨石还高。这儿咱们就用载人飞船的回来舱来举例说明。载人飞船回来舱的形状一般都如下所示:
阿波罗登月飞船的回来舱(图片来历:http:///apollo-command-module-model_3Zsivj3AOYNXNR0BgInRlmH9JmWQBRPkGA8FmDvWHbQ/)
或许是这样的:
神舟号飞船回来舱(图片来历:http:///wiki/%E8%BF%94%E5%9B%9E%E8%88%B1)
虽然在细节上或许有所不同,它们的姿态都是迥然不同——上小下大,并且下面是一个很钝的平面。这样的钝形平面能确保被紧缩的空气发生的热量首要会集于航天器钝形一面,而不会丢失到航天器后边,然后有用的维护后边的航天员或许其他科学设备。因而,现在任何的载人航天器的回来舱都被规划成钝形的。在回来舱回来大气层时,它的受热状况大约如下所示:
回来舱紧缩空气示意图(图片来历:https:///Why-does-a-spacecraft-heat-up-during-reentry)
能够看出,它的热量首要会集在前部,因而处于后边的航天员就得到了有用的维护。当然在回来舱进入大气层后会和大气层发生冲突,必定也会发生一部分热量,可是这部分热量和紧缩空气所发生的热量比较是微乎其微的。别的,载人飞船的回来舱的外壳是由防火耐高温的资料制造的,因而不会像陨石那样焚烧起来,可是高温仍是会把回来舱的外壳烤焦。
如下图所示的我国神舟号载人飞船的回来舱,咱们能够和上图进入太空前的回来舱比照一下,就会发现这个是被“烤焦”了的回来舱。
回来地球后的神舟号回来舱(图片来历:https://commons.wikimedia.org/wiki/Shenzhou)
关于其他的一些不耐燃的航天器,虽然形状和回来舱不相同,可是原理简直都是相同的,进入大气层后,经过一段时间,由于紧缩空气发生的高温,整个航天器都会焚烧起来,例如前苏联的“和平号”空间站和我国的“天宫一号”空间站坠毁的时分大部分部件都在大气层中被烧成灰烬了,只要一小部分散落在了太平洋。
或许有的同学会问,为什么航天器在脱离地球时不会发热?原理其实很简单,由于各种航天器(包含载人飞船,空间站,卫星等等)脱离地球时都是经过火箭来运载的,火箭的形状是流线型的,很简单“挤开”前进方向的空气,而冲突发生的热量相对来说又很小,因而火箭在脱离地球时并不会阅历很高的温度检测。
长征系列火箭,能够看出火箭都有尖尖的头部,意图之一便是为了更好的排开运动方向的空气,削减阻力(图片来历:http://calt.spacechina.com/n482/n498/index.html)
当然,咱们也能够用火箭来对回来地球的回来舱进行减速,可是那样就意味着双倍的燃料,这不光增加了发射的费用,并且会严峻下降火箭的有用负荷,是一项费力不讨好的行动。何况,大自然现已给咱们供给了——大气层——这么好的免费的“刹车器”,为什么不去用呢?