周三 (10日) 凌晨看到一則消息,可能大多數人都沒有太多關注,而且這則消息也稍縱即逝。但是,在這則消息裡邊卻隱藏着重大秘密,占豪看了之後激動半天。這則消息表面上看是報道中國新一代載人宇宙飛船,看內容誰都會高興,因為中國已然蛻變成可與美俄媲美的航天大國。
但是,有一句話可能很多人不注意,但占豪看后很震撼,這句話是這麼說的:
該飛船具備一系列先進特性,如部分可重複使用、黑障通信、自備動力逃逸技術。此外,該飛船的回收方式將從目前神舟飛船的陸上回收為主改為海上回收為主,可實現第二宇宙速度下再入大氣層。
請注意,上面一段話中有兩個很「黑」的科技:黑障通信和第二宇宙速度下再入大氣層。這兩個科技有多「黑」呢?我們得先對名詞做個解釋。
黑障:
當航天飛船的返回艙以超高速進入大氣層時,由於空氣阻力和摩擦力會產生激波,使返回艙表面與周圍氣體分子呈黏滯和火燒狀態,溫度不易散發,形成一個溫度高達幾千攝氏度的高溫區。高溫區內的氣體和返回艙表面材料的分子被分解和電離,形成一個等離子區。這個等離子區就像一個套鞘似地包裹着返回艙。由於等離子體能吸收和反射電波,會使返回艙與外界的無線電通信衰減甚至中斷。這種現象就稱為黑障。
第二宇宙速度:
宇宙速度分為第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度、第四宇宙速度、第五宇宙速度······
第一宇宙速度是指當物體運動的速度能和地球的引力形成平衡不落回地面,並能環繞地球做勻速圓周運動的速度就是第一宇宙速度,也叫環繞速度,這一速度的值是7.9千米/秒。
第二宇宙速度是指當物體的運動速度達到這一速度時,就可以脫離地球的引力不再繞地球運動,這一速度為11.2千米/秒。
第三宇宙速度是指當物體達到每秒16.7千米時,就可以脫離太陽的引力不再繞太陽運動。
第四宇宙速度是指當物體的速度達到每秒110到120千米時,就能脫離銀河系的引力到外星系。
至於第五、第六、第七等等宇宙速度,現在根本無法準確預估數值,這裡也就不介紹了。
由上述解釋我們可知,黑障是航天科技難題中的難題,在世界範圍內尚未聽說有國家解決。為了了解「黑障」難題有多難,我們以美國登陸火星的情況為例來觀察一下。
1997年「火星探路者號」探測器登陸火星,由於其是以7.26千米/秒的高超音速彈道無升力方式進入火星大氣層,探測器遇到嚴重的氣動加熱問題,所以在進入大氣層49秒后就出現了長達30秒的「黑障」。2003年發射的「勇氣號」和「機遇號」探測器做了技術處理,進入大氣層的速度分別只有5.4千米/秒和5.5千米/秒,然後又利用了中繼通信,最終破除了「黑障」現象。2008年着陸火星的鳳凰號,由於其進入大氣層的速度5.6千米/秒,最終只是出現了信號衰減而沒有出現信號中斷。2011年發射,2012年8月着陸火星的「好奇號」火星探測器則是使用了美國系列最先進的技術,其進入火星大氣層的速度已上升到了5.9千米/秒,根據方陣模擬數據大約有95秒的「黑障」現象(具體數據美國未公布)。
另外,不要忘了,火星大氣層的密度只有地球大氣層密度的百分之一,所以在火星的黑障情況比地球輕微得多,地球一般黑障時間長達4到7分鐘。只有當飛船速度逐漸因空氣阻力降低后,黑障現象才會逐漸消失,通信才會恢復。所以,地球的「黑障」問題的解決難度要比火星的難度大很多。然而,讓人吃驚的是,在該消息中,我國卻明確表示自己已經實現了黑障通信,可見我國是徹底解決了飛船返回地球的黑障通信問題。
若僅僅是突破了黑障通信技術,雖然其可怕程度、「黑」的程度已經很厲害,但還沒有到讓人吃驚到瞠目結舌、目瞪口呆的地步。但是,新聞中那段話後面偏偏又不上了一句「該飛船回收······可實現第二宇宙速度再入大氣層」。哇!占豪看到這句話直接驚呆了!第一宇宙速度進入大氣層,也就是說是以11.2千米/秒的速度進入大氣層,如此速度進入大氣層還能解決「黑障」問題,這······這······這······讓人目瞪口呆,瞠目結舌!
這樣的「黑科技」在軍事上的意義是什麼呢?又為什麼有可能讓美國的反導系統變廢鐵呢?我們知道,反導系統攔截主要是在初段、中段和末段。理論上說,初段是最容易攔截的,因為那時候導彈飛行速度最慢,但問題在於,彈道導彈發射都是非常隱秘的,一般情況下根本無法發現又如何攔截?所以,反導系統最重要的攔截段是中段和末段,但中段反導的難度在於,一旦對方的導彈具有變軌技術,攔截成功率就會大大降低。至於末段,彈道導彈進入大氣層的速度是20倍音速,然後由於空氣的阻力會逐漸降低,到最後末段可能只有六七倍的因素,這樣導彈攔截也就成了可能,但成功率依然不高。
現在的情況如何呢?在上述那句話當中,我們應該可以看到有一個「自備動力逃逸技術」,既然飛船上能有這套技術,就意味着中國的彈道導彈在中段變軌能力是很強的,甚至可以釋放「假彈」給攔截彈,真彈頭則繼續變軌飛行。真若如此,中段攔截的難度將會非常大。更何況,從過去幾年美國的試驗情況看,美國的中段反導都是在信息透明的情況下取得的,如果敵人的彈道導彈發射信息美國不可知,同時又具有變軌技術,這攔截的成功率有多高可想而知。所以,以現在美國的反導體系來說,能否攔截得住關鍵在末段,而美國的強項也正是末段反導體系,這包括陸上的愛國者反導系統和薩德反導系統。
我們知道,導彈要攔截首先導彈速度得快,至少得追得上來彈;其次,還要算得准,也就是說要能計算來彈的彈道。愛國者導彈防禦系統的最大速度大約是6倍音速,薩德反導系統的導彈最大速度超過7倍音速,這意味着愛國者和薩德有一定攔截20倍音速進入大氣層彈道導彈的能力,雖然這種可靠性並不是很高。20倍音速是6.8千米/秒,到末段大約會下降到6倍到7倍音速,這正是薩德和愛國者理論上能攔截彈道導彈的基礎。
然而,中國飛船可以第二宇宙速度進入大氣層,這意味着進入大氣層的速度是33倍音速,那麼末段的速度很可能將達到10倍音速甚至更高。如果換成導彈,這種速度愛國者導彈防禦系統和薩德反導系統又如何攔截?更何況,已經解決了黑障通信的中國,完全有可能有能力在彈道導彈進入大氣層后對導彈進行末段變軌或釋放引誘彈頭,這意味着進入大氣層后的彈道導彈依然可能是可控的、是不可完全計算彈道的不規則運動。彈道難以計算,速度又遠超攔截彈,這豈不是就意味着美國的愛國者和薩德反導系統在這種技術下成了廢鐵?
關於解決黑障通信的問題,很顯然按照原來的無線電波的邏輯是不可能解決的,特別是還是以第二宇宙速度進入大氣層的情況下更不可能。所以,黑障通信在第二宇宙速度進入大氣層的條件下解決的唯一可能性就是用了新的技術。什麼技術可以突破「黑障」,作為一個行外人,想來想去也只有量子通信。如果中國是用量子通信解決了「黑障」問題,這意味着我國在量子通信技術方面已經領先美國。
同樣是最新消息,據全國政協委員、中科院院士潘建偉3月3日透露,全球首顆量子通信科學實驗衛星有望在7月發射。如果該衛星成功運行,中國將在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,並結合地面已有的光纖量子通信網絡,初步構建一個廣域量子通信體系。
一旦中國量子通信科學衛星發射成功,這意味着我國即可在空中通過衛星對彈道導彈進行測控,這種技術下信號無法攔截竊聽,哪怕對方根據監測計算出了當時導彈飛行的彈道,也無法預知接下來會如何變軌,如此攔截的難度可想而知。這整套技術下來,美國精心搭建的反導體系也就真的成廢鐵一堆了!如果美國反導系統真成了廢鐵,那美國的軍事自信將會遭到嚴重打擊,這霸權恐怕距離終結就更近了!
上述純屬根據個人微薄的科技、軍事知識和當前美國反導系統的資料做的推導,歡迎更加專業的戰友指出不足,共同商榷學習。■
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