一个令人挠头的问题，同样穿过大气层，发射和返回都是同样的速度，为什么返回时会有摩擦燃烧问题，而发射时候却不会呢？
卫星穿过大气层，真的是因为摩擦燃烧吗？
中学老师一般就会告诉你，卫星或者飞船和流星穿过大气层时高温燃烧是摩擦引起的！所以很多科普文中都会这样描写：“飞船重返大气层，由于空气摩擦产生的高温”，但其实这个答案几乎就是全错的！
因为穿过大气层的高温燃烧绝大部分都不是摩擦引起，而是激波加热所致！一般步行时我们感觉不到风，但开车迎风就呼呼作响了，这是因为我们前进，空气向两边避让，再从侧面经过就形成了风！
低速运动时，空气会“提前通知”前方的空气让开，但当物体运动速度超过音速时，这些前方空气再也无法及时避让，就会在运动物体的前方形成一个压缩面，在这个压缩面上的密度和温度在波阵面上发生突跃变化形成压缩波，这就是所谓的激波！
速度越高，那么激波面上空气压缩就会越厉害，压缩空气能产生热量大家都明白，要不然打气筒打几下就发烫了，但激波面上可比打气筒厉害多了，激波加热能让空气上升到上千度甚至更高！
所以在和激波面接触的飞船前部，必须敷设抗烧蚀大底，说是抗烧蚀，其实就是耐烧蚀材料，因为材料烧蚀时会带走大量的热，避免热量累积，我们唯一的要求就是这种材料烧的慢一点！
当然摩擦也能提供部分热量，据说SR-71侦察机以3倍音速巡航时，机体表面温度能超过300摄氏度，相信这些就有部分是摩擦引起，但高超音速的飞船返回地球时得回答是激波加热。
为什么返回时候会燃烧，发射时不会燃烧呢？
流星体穿过大气层时开始发光同样也是激波加热，它大约会在120千米左右高度即被稀薄大气的激波加热到开始发光的程度，最低高度大约在35千米高度左右消失，因为到此处大气密度增加，速度减弱或者解体等，大部分松散材质流星会在这个高度解体爆炸，比如车里雅宾斯克的小行星就在这个高度爆炸了！
飞船由于返回速度比较小，它的被加热到发光高度会比较低一些，不过比较大型的结构比如空间站等有太阳能电池的飞船，大部分会在100千米高度被撕裂，同时烧蚀的发光也大致从这个高度开始！高温产生的等离子体会包裹飞船，电磁波会被它吸收，所以这就是所谓的黑障段。
大部分没有抗烧蚀结构的航天器大约会在80千米左右高度解体，碎片也将在散落过程中被烧蚀，到达40-30千米高度时，由于大气强大的阻力，速度降低已经无法支撑激波加热的高温，发光也会消失！
因此如果流星体或者解体的碎片还没有烧完的话，那么它会到达地表，形成陨石或者坠回地球的卫星碎片！
为什么发射时不会被烧蚀？
其实道理很简单，速度差！当卫星返回地球时它的初始速度是第一宇宙速度，由于角动量守恒与重力势能效应，它的存速能力是很强的，也就是说即使到100千米高度，它速度仍然比第一宇宙速度小不了多少！
但当火箭将卫星送入太空时，到100千米高度时，大约也就十倍音速而已，我们可以参考土星五号送阿波罗11号到近地轨道的过程：
土星五号一级火箭的总共有5台F1发动机，每台发动机的海平面推力为6770千牛，比冲为263秒，第一级火箭只工作150秒，能将火箭送至68千米的高空，达到2.76千米/秒！
二级火箭由5台J2火箭发动机接力送往近地轨道，它工作300秒，将飞船送至170千米的高度，达到7千米/秒，最后三级火箭启动工作大约150秒，火箭进入距离地面191.2千米高度的待机轨道，速度达到7.75千米/秒！
尽管没有100千米时的速度数据，但我们可以确信在100千米的高度它速度很可能不超过4千米/秒，而返回时候在这个高度时候接近此处高度的第一宇宙速度（约7.8千米），所以两者速度差得可不是一星半点，但可以肯定的是，此时火箭外壳也会受到激波气动加热，但越来越稀薄，这个效应在更高的高度将可以忽略。
所以卫星返回时会被烧毁，但发射时却安然无恙！
流星体撞入大气层的速度为什么会有那么高？
人造卫星返回地球时速度也就第一宇宙速度，但小行星（流星）撞击地球时动辄每秒超过十几千米，而最高速度甚至接近70千米，为什么会如此之高？
第一个关键是：无限远处返回地球，这天生的就是第二宇宙速度，因为人类将物体送入距离地球无限远必须要第二宇宙速度（11.2千米/秒）。
然后第二个关键，地球围绕太阳公转速度大约为30千米/秒！
再是第三个关键，小行星围绕太阳公转，轨道不同速度不同，近日点轨道速度可能远超30千米/秒
第四个关键，地球自转速度465米/秒
如果最极端，比如在地球轨道上逆向和地球相撞，那么可以将这些速度全部加起来，因此最快速度的小行星速度将超过70千米/秒，如果最慢，那么也有接近第二宇宙速度的11.2千米/秒的速度！
而人造卫星（环绕地球）速度不会超过7.75千米/秒，因为在200千米的高度环绕速度比地表要低一点！
嫦娥五号返回舱在返回时，因为是从月球轨道返回，那么它的速度大约在10.8千米/秒左右，所以它也将和流星一样经历一个地狱般的时刻，但我们科学家给它准备了一个水漂弹道返回的模式：
第一次再入大气层时，会在气动效应下烧蚀一段时间后弹回大气层外，然后再一个抛物线返回大气层，此时速度降到第一宇宙速度下，所以过载和烧蚀情况都可控，最后将平安落地！
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