2019年10月11日0點(diǎn)左右，疑似一顆隕石墜落，多位吉林網(wǎng)友目擊到其墜落時(shí)產(chǎn)生的火花，黑夜映照成白天一樣。

　　很多長(zhǎng)春的網(wǎng)友們表示自己還沒(méi)來(lái)得及許愿。其實(shí)一般到了年底，能觀測(cè)到的流星雨還有很多，比如10月下旬的獅子座流星雨，11月份的獵戶座流星雨，以及12月份的雙子座流星雨等等。大家在觀賞這些流星雨的時(shí)候有沒(méi)有想過(guò)，流星為什么會(huì)發(fā)熱發(fā)光呢?

　　很多人可能以為，流星的光是由于隕石進(jìn)入大氣層和大氣層的空氣摩擦生熱而引起的，其實(shí)這樣說(shuō)在很大程度上是不對(duì)的。因?yàn)槭聦?shí)上，隕石在進(jìn)入大氣層后所產(chǎn)生的熱量大部分都是由于空氣的壓縮而產(chǎn)生的，摩擦空氣產(chǎn)生的熱量只是很小的一部分。隕石壓縮空氣產(chǎn)生的熱量最終使隕石燃燒發(fā)光，形成曇花一現(xiàn)的流星，大多數(shù)隕石最終也在高溫下燃燒殆盡。下面我們來(lái)解說(shuō)一下這個(gè)過(guò)程。

　　隕石在進(jìn)入大氣層后，它壓縮了它前面的空氣，使得隕石前面的空氣溫度迅速升高至幾千度，然后點(diǎn)燃了隕石，從而使隕石發(fā)光變成了我們可以看見(jiàn)的流星。也就是說(shuō)是壓縮空氣成就了流星的凄美“絕唱”，而不是摩擦空氣。

　　那么壓縮空氣為什么會(huì)產(chǎn)生大量的熱量呢?這其實(shí)和能量守恒定律有關(guān)系。當(dāng)隕石進(jìn)入大氣層時(shí)，速度是非?？斓?通常是幾十千米每秒)，這時(shí)隕石前部的空氣無(wú)法快速地被“擠到”隕石周圍，因此會(huì)被迅速壓縮。根據(jù)能量守恒定律，對(duì)氣體壓縮所做的功會(huì)轉(zhuǎn)為氣體的內(nèi)能，進(jìn)而表現(xiàn)為氣體溫度的升高。這種現(xiàn)象在日常生活中很常見(jiàn)，例如我們用打氣筒給輪胎打氣，由于我們?cè)趬嚎s氣體做功，打氣筒內(nèi)的空氣溫度會(huì)升高，因而打氣筒會(huì)發(fā)熱。由于隕石前部的空氣被壓縮的非常厲害，因此溫度也會(huì)升的非常高，通常會(huì)在2000攝氏度左右，在這么高的溫度下，大多數(shù)隕石都會(huì)被燒毀，地球上的生命也因此得到了有效的保護(hù)。

　　當(dāng)然，還是會(huì)有極少數(shù)比較耐燃的隕石在未燃燒完就降落到了地球，這就是我們?cè)诟鞣N航天博物館里見(jiàn)到的隕石了，這種隕石一般都十分稀少，是十分寶貴的科學(xué)研究材料。

　　對(duì)于各種人造航天器(包括人造衛(wèi)星，載人飛船，甚至是空間站等)返回大氣層時(shí)發(fā)光發(fā)熱，原理和隕石其實(shí)是相近的，它們的壓縮空氣的效率甚至比隕石還高。這里我們就用載人飛船的返回艙來(lái)舉例說(shuō)明。載人飛船返回艙的形狀一般都如下所示：

　　或者是這樣的：

　　盡管在細(xì)節(jié)上可能有所不同，它們的樣子都是大同小異——上小下大，并且下面是一個(gè)很鈍的平面。這樣的鈍形平面能保證被壓縮的空氣產(chǎn)生的熱量主要集中于航天器鈍形一面，而不會(huì)流失到航天器后面，從而有效的保護(hù)后面的航天員或者其他科學(xué)設(shè)備。因此，現(xiàn)在任何的載人航天器的返回艙都被設(shè)計(jì)成鈍形的。在返回艙返回大氣層時(shí)，它的受熱情況大概如下所示：

　　可以看出，它的熱量主要集中在前部，因而處于后面的航天員就得到了有效的保護(hù)。當(dāng)然在返回艙進(jìn)入大氣層后會(huì)和大氣層產(chǎn)生摩擦，肯定也會(huì)產(chǎn)生一部分熱量，但是這部分熱量和壓縮空氣所產(chǎn)生的熱量相比是微不足道的。另外，載人飛船的返回艙的外殼是由防火耐高溫的材料制作的，因此不會(huì)像隕石那樣燃燒起來(lái)，但是高溫還是會(huì)把返回艙的外殼烤焦。

　　如下圖所示的我國(guó)神舟號(hào)載人飛船的返回艙，大家可以和上圖進(jìn)入太空前的返回艙對(duì)比一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)是被“烤焦”了的返回艙。

　　對(duì)于其他的一些不耐燃的航天器，盡管形狀和返回艙不一樣，但是原理幾乎都是一樣的，進(jìn)入大氣層后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，由于壓縮空氣產(chǎn)生的高溫，整個(gè)航天器都會(huì)燃燒起來(lái)，例如前蘇聯(lián)的“和平號(hào)”空間站和中國(guó)的“天宮一號(hào)”空間站墜毀的時(shí)候大部分部件都在大氣層中被燒成灰燼了，只有一小部分散落在了太平洋。

　　可能有的同學(xué)會(huì)問(wèn)，為什么航天器在離開地球時(shí)不會(huì)發(fā)熱?原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，因?yàn)楦鞣N航天器(包括載人飛船，空間站，衛(wèi)星等等)離開地球時(shí)都是通過(guò)火箭來(lái)運(yùn)載的，火箭的形狀是流線型的，很容易“擠開”前進(jìn)方向的空氣，而摩擦產(chǎn)生的熱量相對(duì)來(lái)說(shuō)又很小，因此火箭在離開地球時(shí)并不會(huì)經(jīng)歷很高的溫度考驗(yàn)。

　　當(dāng)然，我們也可以用火箭來(lái)對(duì)返回地球的返回艙進(jìn)行減速，但是那樣就意味著雙倍的燃料，這不但增加了發(fā)射的費(fèi)用，而且會(huì)嚴(yán)重降低火箭的有效負(fù)荷，是一項(xiàng)費(fèi)力不討好的舉措。況且，大自然已經(jīng)給我們提供了——大氣層——這么好的免費(fèi)的“剎車器”，為什么不去用呢?
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