7月15日，天舟九号货运飞船成功发射，并与空间站组合体完成交会对接，为在轨航天员送去了宝贵的生活与科研物资。这一常规却关键的太空“快递”任务，让公众再次把目光聚焦于航天器往返地球与太空的壮丽征程。

人们发现，航天器飞向浩瀚宇宙以及返回地球的过程中，其在大气层中的飞行速度达到了7千米/秒以上，是民航客机的30倍。如此惊人的速度，使得气流高速冲刷飞行器表面，温度急剧升高，能达到2000℃甚至3000℃。试想一下，如此高温，仿佛将飞行器置身于一个巨大的熔炉之中，它究竟是如何安全落地，成功完成使命的呢？

有人可能会说，那就选用更好的结构材料，硬扛住高温。这确实是最容易想到的办法，但现实却并非如此简单。给大家一个直观的概念，飞行器常用的铝合金材料在650℃就会熔化，即便性能更好的钛合金、高温合金，熔点也都在1700℃以内。在面对高达两三千摄氏度的高温时，仅靠金属材料硬扛，显然不太适用。

那么，航天工程师们究竟有哪些妙招来对抗这场“火海炼狱”呢？他们巧妙地采用了“防、散、降”三部曲。

先来说“防”。工程师们在飞行器的金属壳体外精心加上了防热层，它的导热速率很慢。这就好比给飞行器穿上了一件超级隔热服，即便外表温度极高，在一定时间内，热量也很难传递到飞行器内部，从而起到了隔绝高温的关键作用。而且，有些防热层还会通过烧蚀的方式消耗掉一部分热量。当我们看到飞行器表面烧得黑黢黢的，甚至有些泛白，这正是防热层烧蚀后的模样，它以自我牺牲的方式保护着飞行器内部的安全。

不过 ，这种被动防热的方式存在一定局限性。虽然防热层越厚热防护作用越好，但也会让飞行器变得更加笨重。别着急，工程师们还有主动“散热”这一招。你听说过飞行器“出汗”吗？这可不是天方夜谭，而是正在攻克的前沿技术。工程师们在飞行器结构上设计了许多细小的孔，就像人类的毛孔一样，而结构内部有特殊的液体。当温度升高时，液体吸热蒸发，就能带走一部分热量，这和我们出汗后感到凉快的原理是一样的。通过这种仿生的散热方式，飞行器能够在高温环境下更好地调节自身温度。

除了“防”和“散”，工程师们还能主动降低飞行器所受到的热。以嫦娥六号为例，返回器接近大气层时速度高达11千米/秒。如果直接穿越大气层落地，最高温度能达到10000℃，这可是太阳表面温度的2倍，返回舱很可能会遭受严重破坏。于是，工程师们优化了飞行路线，让返回器以类似“打水漂”的方式，先将速度减到7千米/秒，再穿越大气层。这一设计大大降低了受热的严酷程度，再结合防热的方式，最终实现了安全落地。

解决飞行器的热防护问题，看似只是解决材料的耐热问题，实际上却需要结构设计和弹道设计等多方面的协同配合。这就像我们在数学考试中，常常遇到难做的几何问题，却巧妙地用代数方法找到了答案。

这就是航天系统工程的魅力所在，每个系统、每个专业都相互作用、相互依赖，最终实现系统最优。正是凭借着这种综合性的智慧和创新，航天器才能一次次穿越“火海炼狱”，不断成就我们探索星辰大海的梦想。

（作者系中国航天科技集团运载火箭技术研究院工程师）