近日据《科技日报》报道,我国科研人员经过十年的努力,初步解决了航天器在返回地球时所遇到的“黑障”屏蔽通讯的世界级难题,为航天器更安全返回地面提供了技术保障。而这项技术在民用航天和军事上都有很重大的意义。
那什么是“黑障”?它的危险性有多大?看过桑德拉.布洛克主演的《地心引力》的看官们都对影片结尾处女主角乘坐我国“神舟号”飞船返回地球哪个桥段印象深刻,当飞船进入到大气层后与空气高速摩擦,返回舱外表面呈红热状态,由于高速摩擦能产生3000℃的高温,为了不使返回舱外壳熔化保障航天员安全,要在返回舱外面加一层特种橡胶制造的保护层(美国航天飞机使用陶瓷耐热层),在与空气摩擦时橡胶熔化、升华就可以有效降低返回舱金属层的温度(外表面也会有一点烧蚀)…保护了航天员和飞船里面的设备安全。

但这个橡胶隔热层和金属层升华时会产生“等离子层”,屏蔽了地面控制中心与返回舱之间的通讯联络,虽然说只有短短的几分钟时间,但控制中心和返回舱内的航天员都会很紧张,地面联系不到就不能实时掌握返回舱内的情况,而航天员不能与地面沟通会感觉到孤立无援的,再通过返回舱的壁窗看到外面火光四起、劈啪作响…等感官刺激心理压力极大!
所以怎样突破“黑障”,了解返回舱里面的状况和航天员安全是一项重大课题。目前来看我国这项技术可能是利用长波低频技术部分解决了这个课题,通常来说通讯波的波长越长所受到的阻碍就越小,比如说:与潜艇保持联络的长波台(波长在1000~10000米),可以穿透海水的阻隔,并且不受恶劣气象/地象…等自然干扰,即便是核弹爆炸所产生的强电磁脉冲对长波的干扰都非常低,而突破“黑障”用长波或者超长波通讯很合适,但是长波的频率(振动)很低,只有30~300KHZ(千赫兹),而振动频率越高通讯波保护的内容就越多,就拿现在的4G手机来说,频率基本上是在815~915MHZ(兆赫兹)之间,只有高频才能进行实时通话、实时视频交流,低频是做不到,但是航天通讯(指令)要求清晰内容简单干扰极少,低频虽然只能发出几个字节就已经足够地面控制中心与返回舱之间的联络了。

那么突破“黑障”通讯技术在军事上有什么意义呢?飞船的返回舱重返地面时遇到“黑障”,洲际导弹的弹头重返大气层(进入到末端攻击)时同样也会遇到,虽然说洲际导弹主要采用星光制导和惯性制导方式,不再需要人去控制也有较高的精确打击能力,但是有了这项技术再加上“中继卫星”配合对洲际导弹的弹道进行微调,能更精确地打击目标,比如说:5万吨TNT当量的弹头CEP(圆周率误差)降低到100米,所形成的破坏威力相当于CEP误差500米的35万吨当量的弹头所产生的破坏威力,而一枚洲际导弹所搭载的核弹头数量有限,如果载荷35万吨的弹头最多4个,而5万吨的能装8~10个,精度提高之后一枚洲际导弹的毁伤效能会更高。

除了对洲际核导弹的打击精度有帮助外,这项技术对常规弹道导弹的精度提高也有帮助,东风–21和东风-26是我军反击敌军航母的杀手锏,目前精度已经很高了,如果在弹头进入到“黑障”时进行人工干预使弹道微调将是锦上添花,会使精度更加的提高,不但能摧毁航母,就连周边护卫舰艇也能一并摧毁了。

总之,突破“黑障”与航天器保持通讯联络是我国独步世界的科技!虽然说目前还处于初速阶段,但未来对于民用航天和军事技术的补充都有重大的意义。
