航天器在返回地球时出现的黑障无法避免吗？
以现在的航空航天技术能否避免黑障或者完全消除黑障带来的影响？
这是一个一直很想答的问题。当然问题的答案其实很简单：黑障可以绕过，但是等离子鞘套现有条件无法避免。今天决定来写一写，相信在浏览这个回答的过程中，您也能感受到为什么每个航天员都是九死一生的英雄。
什么是黑障
我们先从解释黑障开始，
水滴入水，溅起涟漪朵朵，这样的景色是不是很美？但是在这样的美景里隐藏著一个非常残酷的物理现实：当物体以高速在密度不同的介质中运动时，会产生冲击波。
当然，图中这种的冲击波好像清风拂面，在夏威夷可能只是白色浪花拍打著金黄的沙滩。但是如果把水滴加速到7Km/s，同时把水滴换成其他物体，比如载人航天器呢？航天器再入稠密大气时，就是这种情形。
此时航天器处于超高音速，同时周围大气密度急剧改变，航天器前端会出现超强冲击波，使航天器周围空气温度急剧升高，这样会导致周围大气和航天器表层的隔热材料电离。当这种反应极为严重时，量变引起质变，会在航天器表层覆盖一层难以逸散的高温等离子体，一般称为等离子鞘套。
这种情形会出现在任何航天器以超高速再入任何行星大气，包括地球，火星和以后可能出现的木星等等。所以，等离子体鞘套现阶段无法避免，除非大幅度减缓航天器落地速度。
等离子体被称为物质除液态，气态，固态之后的第四态，与之相关的物理学研究一直很活跃，比如1970年，汉尼斯·阿尔文因为对等离子体的研究获得诺贝尔物理学奖。在物理研究中等离子体具有很好的性质，比如，电导率非常高，通常可假设等离子体的电导率为无限大，就是超导体；再比如，粒子间会因为电磁力产生波和磁场。
但是当等离子体内部的物体要与外部通信时，某些特性就是负面影响。
信号穿过等离子体时，因为磁场，会导致严重的信号衰减、电磁杂讯和随机相移。随机相移意味著现有的基于相位调制的通信系统和相位锁定几乎不可用，信号衰减会导致无法追踪载波。通俗意义上的理解，就是无线通信几乎被阻断，就像进入了黑障，这也就是黑障的由来。
黑障因为等离子鞘套而来，但是等离子鞘套是可以绕过的，因此黑障可以克服。
不过我们要先谈谈黑障的危害。
黑障的危害
航天其是一门精密学科，尤其涉及航天器控制的时候。7Km/s的航天器假如偏离了预定轨迹且无法改变，即使只有短短几分钟，落地误差可能就会高达几十至几百公里，这几十到几百公里可能就导致撞在山上或者岩石上机毁人亡。这种情况当高层大气变化剧烈时可能经常发生，比如有大风吹过时。。。
如果运气不错落点还行，搜救也很难。因为等离子鞘套的存在，雷达并不能很精准的看到落地轨迹。如果落地的航天器是卫星，其实还好，毕竟可以慢慢找，不行丢了就丢了嘛，只是经济损失。但是要是里边坐了个人，尤其是可能会因为超高音速压力导致昏厥的航天员。
这一定是九死一生。
黑障的解决方法
如上文所说，等离子鞘套一定会存在，但是理论上，通信黑障有很多很多解决方法，比如，
- 等离子体分布其实是不均匀的，可以通过改变航天器外形和天线部署位置，利用等离子体在航天器尾部比较薄的情况，向太空发射信号并通过卫星中继来维持通信。
- 化学方面，通过改变航天器表层材质，或者通过喷射氟利昂减少等离子体厚度和改变其中的电离物质成分，
- 物理方面，通过外加强磁场，约束等离子体内部电子运动，这种情况相当于给等离子体开了个窗用以通信，
- 通信方面，通过增强信号发射功率和改变频段，让信号穿透等离子体。
但是这些都方面都与航天器设计密切相关，毕竟航天器任何形状，材料，功能上的改变都不是一个小工程。
至于现在黑障有没有被解决，只能说部分被解决了。
2008年「凤凰号」火星探测器在进入火星大气时，曾预测可能会出现「黑障」，但是实际情况是，「凤凰号」与3个中继轨道器通信良好。当时认为可能是因为，进入速度5.6km/s慢于预计速度(5.8km/s) 0.2km/s，导致等离子体成型厚度不够，所以在上述一系列改进下，通信系统运行良好。
2012年「好奇号」火星探测器在UHF波段有95s左右的通信中断，但是在X波段没有中断。
所以，可以认为目前在火星任务上已经部分解决了「黑障」问题。
完。
以上内容都来自公开文献。
[1]崔平远, 窦强, 高艾. 火星大气进入段通信 「黑障」 问题研究综述[J]. 宇航学报, 2014, 35(1): 1-12.
[2]王唯, 关仰泽. 关于黑障问题的探索[J]. 863 航天技术通讯, 1999 (6): 32-37.
[3]袁忠才, 时家明. 飞行器再入大气层通信黑障的消除方法[J]. 航天器环境工程, 2012 (2012 年 05): 504-507.
[4]王家胜, 经姚翔, 杨显强, 等. 采用卫星中继克服航天器再入通信黑障的途径[J]. 航天器工程, 2015, 24(3): 1-8.
在NASA自己的宣传片《从地球出发》的最后一集中，讲述到「哥伦比亚」号失事时，放出了 太空梭返回大气层时内部的视频，旁白说「一般来说由于黑障的存在，航天器在重返大气层时会遭遇通讯中断的现象，但此时NASA已经有了一种新的技术，可以继续与航天器保持联系」。
所以，从现在已有的技术角度来说是可以避免的。
当然可以避免！要相信大力出奇迹，只要飞船发动机够强大，完全可以凭借强大的反推力慢慢降落啊，这不就啥问题都没了么？！
无法完全避免，但可以设法绕过去，比如太空梭。再入时黑障在前方，背面可以与卫星通信，通过卫星中继就行了。
好奇飞船后部增加一根超长天线会怎么样
黑障和速度、空气密度、通信频率有关，绕过这三项就好，要么在外层空间就降低速度到一定程度慢慢降下来，要么加大频率到不影响通讯的程度，总之要付出较大代价
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