长春这颗陨石为什么能让0点的天空亮的像白天？

发表于 5年以前 | 总阅读数：241 次

美丽迷人的流星雨（图片来源：https：//www.nationalparks.org/connect/blog/making-most-perseid-meteor-shower）

为什么流星会发热发光？

很多人可能以为，流星的光是由于陨石进入大气层和大气层的空气摩擦生热而引起的，其实这样说在很大程度上是不对的。因为事实上，陨石在进入大气层后所产生的热量大部分都是由于空气的压缩而产生的，摩擦空气产生的热量只是很小的一部分。陨石压缩空气产生的热量最终使陨石燃烧发光，形成昙花一现的流星，大多数陨石最终也在高温下燃烧殆尽。下面我们来解说一下这个过程。

流星（图片来源：http://tw.aboluowang.com/2015/0318/529714.html）

陨石在进入大气层后，它压缩了它前面的空气，使得陨石前面的空气温度迅速升高至几千度，然后点燃了陨石，从而使陨石发光变成了我们可以看见的流星。也就是说是压缩空气成就了流星的凄美“绝唱”，而不是摩擦空气。

陨石进入大气层后，最先燃烧的是陨石前端空气被压缩最厉害的部分（图片来源：https：//sputniknews.com/science/201804291064008986-five-asteroids-heading-past-earth-today/）

压缩空气为什么会产生大量的热量呢？

这其实和能量守恒定律有关系。当陨石进入大气层时，速度是非常快的（通常是几十千米每秒），这时陨石前部的空气无法快速地被“挤到”陨石周围，因此会被迅速压缩。根据能量守恒定律，对气体压缩所做的功会转为气体的内能，进而表现为气体温度的升高。这种现象在日常生活中很常见，例如我们用打气筒给轮胎打气，由于我们在压缩气体做功，打气筒内的空气温度会升高，因而打气筒会发热。由于陨石前部的空气被压缩的非常厉害，因此温度也会升的非常高，通常会在2000摄氏度左右，在这么高的温度下，大多数陨石都会被烧毁，地球上的生命也因此得到了有效的保护。

当然，还是会有极少数比较耐燃的陨石在未燃烧完就降落到了地球，这就是我们在各种航天博物馆里见到的陨石了，这种陨石一般都十分稀少，是十分宝贵的科学研究材料。

载人飞船的原理

对于各种人造航天器（包括人造卫星，载人飞船，甚至是空间站等）返回大气层时发光发热，原理和陨石其实是相近的，它们的压缩空气的效率甚至比陨石还高。这里我们就用载人飞船的返回舱来举例说明。载人飞船返回舱的形状一般都如下所示：

阿波罗登月飞船的返回舱（图片来源：http://www.pinsdaddy.com/apollo-command-module-model_3Zsivj3AOYNXNR0BgInRlmH9JmWQBRPkGA8FmDvWHbQ/）

或者是这样的：

神舟号飞船返回舱（图片来源：http://www.baike.com/wiki/返回舱）

尽管在细节上可能有所不同，它们的样子都是大同小异——上小下大，并且下面是一个很钝的平面。这样的钝形平面能保证被压缩的空气产生的热量主要集中于航天器钝形一面，而不会流失到航天器后面，从而有效的保护后面的航天员或者其他科学设备。因此，现在任何的载人航天器的返回舱都被设计成钝形的。在返回舱返回大气层时，它的受热情况大概如下所示：

返回舱压缩空气示意图（图片来源：https：//www.quora.com/Why-does-a-spacecraft-heat-up-during-reentry）

可以看出，它的热量主要集中在前部，因而处于后面的航天员就得到了有效的保护。当然在返回舱进入大气层后会和大气层产生摩擦，肯定也会产生一部分热量，但是这部分热量和压缩空气所产生的热量相比是微不足道的。另外，载人飞船的返回舱的外壳是由防火耐高温的材料制作的，因此不会像陨石那样燃烧起来，但是高温还是会把返回舱的外壳烤焦。

如下图所示的我国神舟号载人飞船的返回舱，大家可以和上图进入太空前的返回舱对比一下，就会发现这个是被“烤焦”了的返回舱。