在7月15日，天舟九号货运飞船如预定计划成功发射升空，为中国空间站送去了数吨的重要物资。这些物资将为当前驻留在中国空间站执行任务的神舟二十号航天员以及即将到来的神舟二十一号航天员提供支持。天舟九号不仅载有航天员所需的食物、水和衣物等生活必需品，还包含大量科学实验设备与推进剂。推力来源于补给的推进剂，使空间站能够在必要时启动其发动机，对飞行轨道进行调整，从而实现长期维持在预定高度的能力。

众多航天爱好者都曾见证了飞船发射升空的壮观场面。当火箭点燃发动后，整个火箭与飞船组合体在巨大的推力驱动下缓缓加速向上升起，最终顺利进入预定轨道。在发射的过程中，火箭与飞船组合体穿越了地球的大气层，但却没有经历激烈的燃烧现象，反而在返回地球时却会剧烈燃烧，这其中的奥秘究竟是什么呢？

事实上，除了飞船在重返地球的过程中会产生剧烈燃烧，火箭在完成发射后，其残骸同样会再入地球大气层时经历高温燃烧。任何卫星、探测器等航天器在重返地球时，也会经历类似的剧烈燃烧。那么在返航过程中，这些航天器究竟经历了什么样的变化？

当飞船和火箭组合体在发射时，速度相对较慢。在地面时，空气密度达到最大，但由于速度并不快，气动加热的效果几乎不存在。即使当火箭飞行至几十公里高空，尽管速度逐渐加快，但此时的空气密度又开始下降，气动加热效应也变得微弱，温度并未大幅提升。跨越100公里的卡门线后，飞行器高速进入外太空，那里的空气稀薄，气动加热效应几乎为零，因此温度不会升高到足以引发剧烈燃烧的程度。

与之相对的是，当飞船以接近地球第一宇宙速度，也就是约7.9公里每秒的速度返回地球时，虽然在高空的空气密度不大，速度衰减并不明显，但随着飞行高度逐渐降低，空气密度增大，气动加热效应随之加强。大约在距离地球表面80公里时，外部温度即可达到约1000℃，此时，整架飞船彷如被炽热的烈焰包围。

天舟八号货运飞船在7月8日成功从中国空间站组合体脱离，随后于7月9日以受控方式再入地球大气层。在进入大气层时，天舟八号货运飞船迅速剧烈燃烧，几乎所有的零部件都化为灰烬，只有极少数残骸未能尽数燃烧，最终坠入了大海。

当航天器从太空返回地球时，必然会遭遇高温灼烧的过程，这是不可避免的结果。这是因为飞船在飞行过程中的高速度和动能决定了它在重返地球时必须进行能量转化，从而造成剧烈的燃烧现象。

在去年6月，一则关于马斯克的星链卫星大量坠落地球的话题迅速登上热搜。数据显示，2020年有两颗星链卫星坠落，2021年则多达78颗，到了2022年，坠落数量攀升至99颗，而2023年达到88颗，而2024年预计将高达316颗，2025年1月又有超过120颗卫星坠落。这样算下来，2024年每天几乎就有一颗星链卫星坠落，而2025年1月则是每天接近4颗。

尽管如此，新闻发布中并未出现许多关于卫星坠落造成伤害的情况，这是因为这些卫星在下落过程中会剧烈燃烧，绝大多数零部件在进入大气层时化为灰烬，只有极少数的残骸幸存并最终掉落。例如，2024年8月一块重达2.5公斤的星链卫星残骸落在加拿大萨斯喀彻温省一处农田上，该事件成为目前唯一确认的未在大气层中焚烧的案例。这样的情况十分罕见，主要是因为地球约71%的表面积被海洋覆盖，陆地的面积相对较小，且陆地上有广阔的无人区如沙漠或戈壁。因此，航天器残骸落到人口稠密区域的几率极低，大部分掉落则是发生在无人的海洋或沙漠等地。

这些航天器在重返地球时经受极高温度的灼烧，其实也带来了诸多好处。想象一下，几十年前发射的一些卫星已经坠落到地球，还有的则在轨道上游荡，处于失控状态，可能长时间无法管理。如果这些报废的卫星如同陨石般掉落到地面，那么后果将十分严重。不幸的是，如果没有地球的厚重大气层，这些航天器将不会经历剧烈燃烧的过程，完整无损地坠落到地面，这无疑是极具风险的。

毕竟，近地轨道上的卫星残骸、火箭残骸和飞船残骸数量繁多。其中某些残骸的体积庞大，甚至可达到几吨重量，若直接坠落在地面上，其毁灭性后果可想而知。然而，幸运的是，地球的浓密大气层在它们再入时能引发剧烈燃烧，绝大部分零部件在大气层中将化为尘埃。

若没有大气层，航天器重返地球的过程将不再是剧烈燃烧的场景。当然，在无法产生空气的环境中，这些航天器残骸甚至可能无法落回地球。因为发射至近地轨道的航天器需保持其接近地球第一宇宙速度的飞行状态，维持这样的速度便能在轨道上不停地飞行。例如，月球上并无空气，若在月球轨道飞行的航天器将理论上不会掉落到月球表面。

然而，由于地球具有大气层，即便是在近地轨道中也存在稀薄的空气，这让在轨道运行的航天器遭遇空气阻力，飞行速度逐渐减缓，最终不得不落回地球。近年来，星链卫星大量坠落正是因为太阳活动导致地球大气层膨胀，使得近地轨道的空气密度增加，星链卫星遭受更强的空气阻力，进而加速探测坠落速度。

目前，天舟九号货运飞船已经成功发射升空，将为中国空间站输送更多的物资。而在今年下半年，我们还将择机发射神舟二十一号飞船。这艘飞船预计将在十月下旬进行发射，尽管距离发射时间还有几个月，但神舟二十一号飞船自两个月前就已经做好了待命准备，具备快速发射的条件。