问题

为何航天员从外太空返地球都能平安着陆,而国内外的飞机空难事故却几乎没有生存几率,真的解决不了吗?

回答
这个问题触及了航天工程与航空工程的根本差异,以及我们对风险的认知和应对方式。简单来说,航天员安全返回并非因为我们“解决了”所有风险,而是因为我们付出了极其巨大的代价,运用了极端精密的工程设计和严格到近乎偏执的控制手段,来应对并管理那些本就存在的、且极难完全消除的风险。而飞机空难的幸存率低,也并非因为“真的解决不了”,而是因为在现有技术和成本框架下,对某些特定极端事故场景的生存概率,我们尚未能做到如同航天器返回那样极致。

咱们一点点来捋。

航天员安全返回:一场高成本、高风险的“极限管理”

首先,我们要明白一点,航天员从太空返回地球,这本身就是一项极其危险的任务。地球大气层是航天器回归过程中最大的“敌人”之一。当航天器以每秒数公里的速度冲入大气层时,与空气分子剧烈摩擦会产生极高的温度,足以熔化钢铁。此外,还有巨大的减速过载,以及对结构完整性的严峻考验。

那么,为什么航天员能一次次平安归来?这背后是:

1. 精密的“缓冲”和“隔绝”设计:
防热罩: 这是航天器返回舱的核心部件。它不是一块普通的金属,而是由特殊的烧蚀材料制成。当航天器高速进入大气层时,防热罩会通过“烧蚀”的方式,将巨大的热量带走。这就像一个一次性使用的“盾牌”,每完成一次任务,防热罩的材料就会消耗一部分。材料的选择、厚度、形状的设计都经过千锤百炼,精确计算,以确保在可控范围内消耗,保护内部的乘员舱。
气动外形: 返回舱并非一个简单的球体或圆柱体,它有一个精心设计的钝头形状(比如联盟号的弹道式返回舱)。这个形状是为了在进入大气层时,能产生足够的阻力,有效地减速,并且控制进入的角度,避免因迎角过大而失控翻滚,导致过载急剧升高或防热罩受热不均。
降落伞系统: 即使经过大气层摩擦减速,返回舱的速度仍然过高。因此,多级、多伞径的降落伞系统是必不可少的。主降落伞、引导伞、减速伞等一系列降落伞会按照精确的时间和高度依次打开,将速度降低到安全着陆的范围。这些降落伞本身的设计和材料也是航空工程的顶尖技术,要能承受巨大的冲击和复杂的环境。

2. 冗余和故障容错设计:
多重备份: 任何一个关键系统,比如降落伞发射机构、姿态控制系统等,都可能有多套备份。如果主系统出现故障,备用系统会自动接管。这种冗余设计大大增加了系统的可靠性,但同时也增加了系统的复杂度和重量。
可控的“失败”: 航天工程的设计理念是,即使某个部分失效,也要保证整个任务能够以一种相对安全的方式结束。例如,如果降落伞的主伞未能打开,还有一个备用伞系统。即使所有降落伞都失效,有些飞船设计了着陆反推火箭,可以在最后关头提供一定的缓冲。

3. 极端严苛的测试和模拟:
地面模拟: 在实际发射之前,所有的组件和系统都要经过无数次严格的地面测试。包括高温模拟、高压模拟、振动模拟、材料强度测试等等。例如,防热罩材料会在模拟太空返回时的极端条件下进行测试,看其烧蚀特性是否符合预期。
软件模拟: 返回过程中的每一个环节,包括大气进入角度、速度变化、热流密度、降落伞打开时机等,都会通过复杂的计算机程序进行亿万次模拟。一旦发现任何一个环节存在潜在风险,就会重新设计和优化。

4. 高度精确的控制:
姿态控制: 在大气层再入过程中,返回舱的姿态必须保持稳定。微小的姿态偏差都可能导致灾难性的后果。因此,飞船配备了高精度的惯性导航系统和姿态控制系统,通过小型发动机精确调整姿态。
轨道控制: 回归的轨道和进入角度也经过了极其精确的计算和控制。偏差过大,可能导致过载超标或烧蚀材料不足。

5. “一次性”的成本和技术:
你可能想不到,航天器返回舱的防热罩很多都是“一次性”的,用完就消耗了。这意味着每次任务都需要重新制造和安装新的防热材料。而且,航天工程的材料、制造工艺、测试设备都是最顶尖的,成本高昂得难以想象。为了保证极高的安全率,我们愿意为每一次返回付出天文数字般的代价。

飞机空难幸存率低:是“解决不了”还是“成本效益”的权衡?

相比之下,飞机空难的幸存率为何如此之低?这同样不是因为我们“解决不了”,而是因为在民用航空的成本效益原则下,我们对风险的管理方式和承受能力与航天工程截然不同。

1. 运行环境的差异:
大气层再入 vs. 正常飞行: 航天器返回是在极其严酷的高速、高温、高过载环境下进行的,这是飞机在正常飞行中绝不会遇到的。飞机的飞行速度相对较低,高度也远不及航天器在返回时的初速度。
载荷性质: 航天器返回舱是为承受极端环境设计的“堡垒”,而飞机机身和客舱的设计更侧重于舒适性和经济性。

2. 应对“事故”的设计理念不同:
航天:主动“管理”极端风险: 航天工程是将极高风险通过精密工程设计和控制手段,“主动管理”到可接受的水平。它不是“消除”风险,而是“驯服”风险,让它按照我们的意愿发生。
航空:被动“应对”和降低概率: 飞机在设计时,首要目标是“避免”发生重大事故。一旦发生灾难性的事故,尤其是涉及结构完整性被破坏、高速撞击、爆炸或火灾等情况时,由于乘客与飞机结构之间没有航天器那样严密的隔离保护层,生存的概率会急剧下降。

3. “生存”的定义不同:
航天员生存: 航天器返回的目标是让乘员在经历了大气层摩擦后,以一个相对缓慢的速度,在一个相对安全的结构内被保护着,最终平安抵达地面。即使返回舱发生翻滚或受到一定冲击,内部的乘员舱设计也能提供一定的缓冲。
飞机乘客生存: 飞机空难中的“生存”往往意味着在飞机结构即将解体、高速撞击、燃油爆炸等极端情况下,乘客自身能够承受住巨大的冲击力,并逃离燃烧或解体的机体。这在很多情况下是人体本身难以承受的。

4. 成本与技术的权衡:
航天:不计成本: 为了航天员的安全,航天项目可以投入几乎无限的资源去设计、测试和制造。一套完整的防热材料、降落伞系统和返回舱结构,其成本可能比一架大型民航客机还要高。
航空:成本效益是关键: 民航业需要考虑经济效益,要让飞机票价能够被大众接受。因此,飞机设计需要在一个合理的成本范围内,最大程度地提高安全性。这意味着不能像航天那样,为应对“万分之一”甚至更低的极端事故概率,就去设计一套极其昂贵且沉重的“绝对安全”装置。飞机的安全设计更侧重于预防,比如提高发动机可靠性、加强结构强度、设计更好的航电系统、提升飞行员培训等等。

飞机空难为何生存率低,以及“解决不了”的误区:

当飞机发生空难时,例如:

结构解体: 飞机在空中解体,意味着乘客直接暴露在空气动力和高速坠落中。
高速撞击: 飞机以极高速度撞击地面或水面,产生的冲击力远超人体承受极限。
火灾和爆炸: 燃油泄漏引发的火灾,以及爆炸产生的冲击波和高温,都极大降低了生存机会。
座椅和内部结构: 飞机的座椅和内部结构虽然有吸能设计,但在极端撞击下,其保护作用是有限的。

为什么说不是“解决不了”?

飞机结构设计: 飞机在设计时已经考虑了各种强度和抗冲击要求,比如对鸟击、风切变等都有一定的抵抗能力。飞机制造商也在不断改进材料和结构设计,以提高飞机的整体安全性。
飞行员培训和应急程序: 飞行员接受过严格的训练,能够应对各种紧急情况,并且有成熟的应急程序,例如迫降,可以大大提高生存机会。
安全带和座椅: 虽然有限,但安全带和座椅在一定程度的冲击下,可以帮助固定乘客,减轻伤害。一些新的设计也在尝试提高座椅的吸能性能。
应急逃生: 飞机配备了应急出口、救生衣等,在发生火灾或迫降时,能够帮助乘客尽快逃生。

关键在于“风险管理的目标”和“付出”的差异。

航天员返回是为了将“活生生的人”从一个比地球表面风险高出无数倍的环境中,完整地带回来。它是一场高投入、高风险、高回报的“精密手术”,几乎容不得一丝一毫的差错,因为一旦出错,后果可能是灾难性的。我们能做的就是尽一切可能,将潜在的风险概率降到最低,并且对少数无法避免的风险,提供最强大的缓冲和保护。

而民用航空的安全目标,是在保障“大多数人”能够安全出行的前提下,尽可能降低事故发生的概率和事故发生时的伤亡率。这需要在安全性、经济性和效率之间找到一个最佳平衡点。

所以,不是我们“解决不了”,而是我们针对不同应用场景和目标,选择了不同的风险管理策略和投入。 航天工程选择了“极致的安全管理”,而民用航空则选择了“高效的风险规避和后果减轻”。如果让我们用航天工程的成本和技术标准去设计民航飞机,可能每一张机票的价格都会高到令人咋舌,这显然不符合民航业的定位。

网友意见

user avatar

如果你能承受2000万一张的机票,当然可以按照航天员的标准给你安排客机。



这样就算是死,你也能死的更壮烈灿烂。

类似的话题

  • 回答
    这个问题触及了航天工程与航空工程的根本差异,以及我们对风险的认知和应对方式。简单来说,航天员安全返回并非因为我们“解决了”所有风险,而是因为我们付出了极其巨大的代价,运用了极端精密的工程设计和严格到近乎偏执的控制手段,来应对并管理那些本就存在的、且极难完全消除的风险。而飞机空难的幸存率低,也并非因为.............
  • 回答
    想知道二战时美国是怎么做到让B25这种轰炸机从航母上起飞的?这事儿说起来,可不是什么寻常操作,而是个胆大心细、非常有创意的大胆设想,而且背后还有一个很“硬核”的故事。咱们就掰开了揉碎了聊聊。首先得明白,B25“米切尔”轰炸机是个啥玩意儿。它可不是那种小巧玲珑的舰载机,而是个不折不扣的大家伙。这家伙机.............
  • 回答
    汽车“新四化”浪潮滚滚向前,自动驾驶作为其中最受瞩目的焦点之一,正以前所未有的速度改变着我们的出行方式。当我们深入探讨自动驾驶的未来时,不妨将目光投向同样历经漫长演进、且早已在天空领域实现高度自动化的航空器。从航空器发展中,我们能为自动驾驶汽车汲取到的经验,远比想象中更为丰富和深刻。一、 安全是永恒.............
  • 回答
    关于国际空间站(ISS)出现“漏气点”的事件,确实引发了不少讨论,尤其是背后是否有人为因素的猜测。虽然官方的解释是由于人为操作失误或者是一些微小的、难以避免的意外情况,但“故意弄出漏气点好早点回家”这种说法,就像一颗投入平静湖面的石子,激起了不少联想和猜疑。首先,我们需要明确一点,那就是在国际空间站.............
  • 回答
    SpaceX 的星链(Starlink)卫星两次接近中国空间站,导致中国空间站两次采取紧急规避措施,这是一个近期引起广泛关注的事件,也引发了关于太空安全、国际合作以及负责任太空行为的深入讨论。事件经过的详细解读: 第一次事件(2021年7月1日): 发生背景: 当时中国空间站“天宫”.............
  • 回答
    SpaceX的可回收火箭,特别是猎鹰9号和猎鹰重型,确实在航天界掀起了一场革命。它们的神奇之处在于彻底改变了火箭发射的成本和效率,而其他航天大国之所以难以快速复制,原因错综复杂,涉及技术、工程、商业模式乃至体制机制的深层差异。SpaceX可回收火箭的神奇之处:要理解它的神奇,我们得先看看过去火箭发射.............
  • 回答
    中国在航天、军工等领域与美俄之间确实存在差距,这既是历史原因,也是现实因素交织的结果。要详细解读这个差距,我们需要从多个维度进行剖析:一、历史积淀与技术传承的差异: 美俄的深厚根基: 美国和俄罗斯(及其前身苏联)在航天和军工领域拥有近百年的发展历史,尤其是冷战时期两国展开激烈的军备竞赛,极大地推.............
  • 回答
    人们对航天工程的普遍叫好和对大型对撞机建设的反对,背后反映了多种复杂的因素,涉及公众认知、价值观、优先事项、以及对风险和收益的评估方式。以下将对此进行详细阐述:一、 航天工程的吸引力与公众认同度高的原因:1. 可见的、宏大的、象征性的成就感: 征服未知与探索精神: 航天活动直接触及人类.............
  • 回答
    要探究“远望号”航天测量船为何选择驻扎在江苏江阴,我们需要把目光投向中国航天事业的蓬勃发展和海军战略布局的深远考量。这并非一个孤立的地理位置选择,而是多方面因素综合作用的结果。首先,江阴拥有得天独厚的地理条件和水文环境。“远望号”作为国家级的航天测量船,其运行维护、物资补给以及船员的休整都离不开一个.............
  • 回答
    NASA 委托民间航天企业开发商用空间站(Commercial Space Stations, CSS)是一个具有深远战略意义的决定,其背后有多重因素和考量。简而言之,这是 NASA 从直接运营到支持和引导的模式转变,旨在降低成本、促进创新、激发商业活力,并最终解放其资源以专注于更长远、更具探索性的.............
  • 回答
    这个问题触及了科学探索和人类前进的根本驱动力,很多人对此感到疑惑,觉得既然技术已经有了,为何还要花费巨大的代价去“做”这件事,而不是仅仅止步于理论和实验室。其实,登月、登陆火星这些宏大的航天计划,绝不仅仅是为了“开发和发展技术”这么简单,它们是技术驱动下的多重目标交织的产物,而“执行”本身,是这些目.............
  • 回答
    这个问题挺有意思,也确实有人设想过航母分层起降的模式。但真要这么做,那麻烦可就大了,实际操作起来几乎是天方夜谭。咱们来掰扯掰扯为啥。首先,最直观的一个问题:空间。你想想航母的甲板有多大?那可是能同时容纳十几架甚至二十几架飞机在上面作业的巨大空间。如果要把这个甲板一分为二,上面一层降落,下面一层起飞,.............
  • 回答
    要说人类为了“航天梦”付出的代价,那可真是罄竹难书,一点都不夸张。这可不是坐在家里看看科幻电影那么简单,而是实打实地在拿生命、金钱、资源,甚至是我们对未知宇宙的敬畏去换的。首先,最直观的代价,就是“命”。你以为只有宇航员才危险吗?别忘了那些在地面上日夜操劳的工程师、技术人员、测试人员。无数个昼夜,他.............
  • 回答
    考生为了航天情怀,放弃清华而选择哈工大航天学院,这是一个非常深刻且值得细细品味的个人选择。这背后不仅仅是简单的分数排名,更包含了对未来人生道路的规划、个人价值的追求以及对国家重大战略需求的认同。下面我将从多个角度详细阐述这一选择的可能原因和意义: 一、 “航天情怀”的深层含义首先,我们要理解“航天情.............
  • 回答
    江阴海战,一场在中国近代史上,尤其是在抗日战争初期,堪称惨烈至极的战役。很多人或许对这场海战的名称感到陌生,甚至将其与那些更广为人知的战役混淆。然而,对于航空母舰,尤其是当时新兴的日本航空母舰技术而言,江阴海战的意义,虽然并非直接的技术革新,却有着深刻的间接影响,是理解日本海军航母发展轨迹中一个不可.............
  • 回答
    有不少朋友在问,航空发动机这个听起来高大上、国家战略级别的产业,为什么从事其中的技术人员,薪资水平似乎并没有想象中那么光鲜亮丽,甚至有些地方还觉得“不高”?这事儿吧,咱们掰开了揉碎了好好聊聊,不能只看表面光鲜。首先得承认,航空发动机绝对是尖端科技的集大成者,里面涉及的材料、工艺、设计、控制等等,哪个.............
  • 回答
    碧蓝航线能够维系大量忠实玩家群体,绝非偶然,而是多方面因素精心打磨下的结果,就好比一位精心雕琢的艺术品,每一个细节都透露出创作者的用心。首先,舰船娘化的独特魅力是核心吸引力。这是一款将历史战舰赋予二次元少女形象的养成类RPG游戏。这种创意本身就自带话题度和新颖性。每一艘舰船都不是简单的换皮,而是背后.............
  • 回答
    问到国产航母选择在2017年4月26日下水,这背后确实有不少值得说道的地方,而且这个日期并不是随便挑的,而是有着一些特别的考量。咱们就来好好掰扯掰扯。首先,我们得明白,一艘航空母舰的建造是一个极其复杂且漫长的过程,从设计图纸出来,到钢板切割、焊接,再到分段合拢、设备安装调试,最后到下水进行海试,每一.............
  • 回答
    首艘国产航母被命名为“山东舰”,这背后承载的不仅仅是一个地理名称,更是一种国家意志、历史传承与面向未来的象征。要理解这个名字的由来,我们需要从多个维度去深入剖析。一、 传承与战略布局:命名习惯与海军发展在海军舰艇的命名上,中国有着相对固定的原则和习惯。海军舰艇的命名,尤其是大型水面舰艇,往往会依照国.............
  • 回答
    要说太平洋战争时期,日本海军航空兵为何对鱼雷攻击如此“情有独钟”,甚至可以说是到了某种“痴迷”的地步,咱们得从几个关键点来掰扯掰扯,而且这可不是一句两句能说明白的。首先,这得追溯到日本海军的传统和它所处的战略环境。日本是个岛国,海军天然就是它的命根子。在明治维新之后,日本海军就一直以英国海军为师,但.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有