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航天飞机|美国最不希望中国掌握的空天技术，是……


航天飞机|美国最不希望中国掌握的空天技术，是……
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张聚恩 / 文
据新华社报道 ， 中国在酒泉卫星发射中心成功发射的可重复使用航天器 ， 在轨飞行两天后 ， 于9月6日成功返回预定着陆场 。
这次试验的成功 ， 标志中国可重复使用航天器技术研究取得重要突破 ， 后续在利用太空时提供更加便捷、廉价的往返方式 。
这是我国空天事业的一次新突破 ， 国人为之欢欣 ， 世界为之关注 ， 外界做出了不少推测与分析 。 由于特别的机缘 ， 我深知成功来自我国航空航天界多年的共同奋斗 ， 喜悦之情难以言表 。 借此机会梳理一下认知 ， 整理一些资料 ， 形成一则学习笔记 ， 与大家分享与讨论 。 不当之处 ， 敬请指正 。
No.1 从“卡门线”说到“可重复使用” 新华社的报道里 ， “可重复使用航天器”是关键词 ， 其中的“可重复使用”也是此次试验最重要价值所在 。 “可重复使用”有“部分可重复使用”和“完全可重复使用”两类 。 分别指在完成上次飞行任务后 ， 飞行器系统的部分或全部具备下一次使用或执飞的基本能力 ， 而无需作重大修整 。
神秘的卡门线
几乎所有的飞机 ， 都是完全可重复使用的飞行器 。 而对于航天器而言 ， 不管是部分可重复使用 ， 还是完全可重复使用 ， 难度都很大 。 为什么是这样 ， 需要从飞行的自然环境和卡门线说起 。
在地球表面生活的人类 ， 周围被空气包裹 。 这些空气 ， 像一只无形的手 ， 借助空气动力产生的升力 ， 将航空器和大飞机“托举”起来 ， 驭风而翔 。
大气层很厚 ， 超过1000km 。 大气呈非均匀分布 ， 对流层（地表向上20km内）聚集了全部大气质量的四分之三 。 越往高处 ， 空气密度越小 ， 达到一定高度后 ， 稀薄的大气将难以产生支持飞行器飞行的足够升力；飞行器只有靠提高速度 ， 才可能获得足够升力来支撑自身重量 。
在大气密度连续变化的分布里 ， 100km成了一个奇妙的高度 。 这里的空气密度仅为海平面空气密度的220万分之一 。 经钱学森的老师、著名科学家冯?卡门计算 ， 这个高度是轨道飞行器的最低高度 ， 即达到第一宇宙速度7.9千米每秒的飞行器 ， 可以持续轨道运行 ， 而不会被地球引力吸向地面 。
这个高度被称为“卡门线” ， 成了航空与航天之间的科学分界线（因为在物理上渐变的高度域里并没有这样一条线） 。 卡门线之下为“空” ， 是航空器的运行空间 ， 但现在的航空器还达不到这个高度 ， 多在20-30km以下飞行 。 卡门线之上为“天” ， 是航天器的运行空间 。 多数时候人们说的“冲出大气层”“再入大气层” ， 都是相对于卡门线而言的 。


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