飞船返回地面的“黑障区”是怎么回事

所谓“黑障”，是发生在大气层的一种特有现象。当卫星、航天飞船、洲际导弹等空间飞行器以很高的速度再入大气层返回地球时，在一定高度和一定时间内与地面通信联络会严重失效，甚至完全中断。按照运行轨迹，我国神舟飞船在返回段的跟踪搜救工作分为3个阶段进行。第一阶段是获取飞船在返回地面、穿越大气层时的飞行数据，精确跟踪；第二阶段是发送控制飞船指令和预报落点；第三阶段是搜索返回舱，救援航天员，处置返回舱。要完成第一阶段的任务，首先要解决飞船在“黑障区”内的跟踪测控问题。由于船外的无线电信号进不到船内，船内的电信号也传不到船外，就不能采用统一测控系统设备来跟踪测控飞船。但是，雷达可以通过反射式工作跟踪飞船。1999年，电扫雷达队在“神舟一号”进入大气层，距离雷达站500多公里处，就及时捕获住了飞船，并及时将测量数据传递给统一测控系统，通过他们发送指令，飞船安全着陆，在出“黑障区”的前后出现了丢失20多秒的情况。2009年，“神舟七号”任务中，在飞船白天返回、炮镜引导方法无法应用的挑战下，他们应用这一最新的研究成果，精心测控，最终创造了飞船出“黑障区”目标丢失后雷达重捕时间不到11秒的佳绩。

飞船返回舱在以超高速进入大气层时会产生激波，使返回舱表面与周围气体分子呈黏滞状态，温度不易散发，形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，形成一个等离子区。它像一个套鞘似地包裹着返回舱。因为等离子体能吸收和反射电波，会使返回舱与外界的无线电通信衰减，甚至中断。这种现象就称为黑障。黑障区范围取决于再入大气层物体的外形、材料、再入速度、无线电频率和功率。黑障现象对飞船返回舱再入大气层时影响很大，在黑障区内会使通信中断。