「太空芭蕉扇」

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「太空芭蕉扇」

你大概看見過流星吧，在滿天星斗的夜晚，它拖着長長的火光，從天上飛流而下……由此，你可能會想到，一個高速飛行的物體與空氣劇烈摩擦所放出的熱量是相當大的，而洲際導彈、返地衞星和航天飛機等再入大氣層時，肯定也會發生類似的現象。那麼，它們為什麼沒有被燒成灰燼？莫非它們身上帶有「芭蕉扇」把「火焰山」的烈火扇滅了不成？

這個問題提得很有道理。

我們知道，射程一萬多公里的洲際導彈並不是像普通炮彈那樣在大氣層中飛行，而是先依靠火箭的強大推力迅速地衝出大氣層，然後在高空拐彎，利用它的飛行慣性再入大氣層後，一直朝目標飛去。有些衞星，例如科學探測衞星、偵察衞星等，在空間完成預定任務後，它們的返回艙要重新返回地面，因此叫返回式衞星或近地衞星。當洲際導彈的彈頭或返地衞星的返回艙重新進入（又稱再入）稠密的大氣層時，由於以幾倍乃至十幾倍聲速的速度俯衝下來，所以它們的動能非常大，1000克質量所產生的動能高達28×106焦耳。這些能量轉化成熱，足以把30公斤的鋼加熱到沸騰。動能這樣大的物體也必然會同流星一樣，同大氣發生劇烈的撞擊和摩擦，在它們前頭產生一個高達100多個大氣壓力以上的衝擊波，並將波前的大氣加熱到七八千℃。在這樣高的溫度下，任何金屬都會立即氣化。

據理論計算和實驗表明：衞星、導彈等再入大氣層時，其頭部迎風面的熱量約佔總熱量的98%，流到後身的熱量只有2%左右。因此，要使它們安然無恙，關鍵是要解決它們頭部的耐高熱問題。

怎樣解決呢？科學家們對高溫金屬和陶瓷等試驗之後，認為走單一材料的路，都沒有辦法克服高溫和脆裂這兩道難關，唯一的出路是找複合材料。