就在前几日的12月4日，在太空漂泊半年之久的神州十四号太空舱成功着陆。我们通过电视荧幕可以看到，返回舱的大部分地方都呈现出被烧焦的状态，这当然是返回舱在进入大气层后与大气产生的剧烈摩擦而导致的。
所以说，航天器返回地球一点儿都不比进入太空简单，经过测试，航天器在返回地球时与空气摩擦可形成2000多度的高温，如何保持返回舱内30多度的温度是航天器返回阶段的重点。
而最近美国的NASA已经成功研制出充气式的防护罩，这项技术将极大的优化太空舱的整体结构，极大的提高了返回舱的安全性，而且还可以将返回舱实现完整着陆，为下一步的火星登陆提供了很大的可能性。
这几年航天技术的研发上，我国也是没有怕过谁的。而充气式防护罩，我国也在紧锣密鼓的研发过程中，并且已经进入了实验阶段。
可别听起来简单，其实这个技术难度可是地狱级别的，目前全世界也只有中美两国能够有实力进行研发。那么这套充气式防护罩，有何厉害之处？我国最后能否研发成功？
当前航天器的防护罩弊端你有没有看过漂亮的流星雨？流星雨其实是太空陨石，进入地球大气层，与大气层剧烈的摩擦而形成的。其实很多陨石还没等落入地面，就早已灰飞烟灭了，可见大气摩擦力的强大之处。
而要实现载人航天最关键的是要考虑以下3点：如何发射航天器并进入预定轨道，如何在外太空维持生命系统，如何安全返回地球。
别看只是最后阶段的安全返回地球，这其中的技术一点都不比飞入外太空简单，太空返回舱与大气摩擦所产生的2000多度的高温，连陨石都会被瞬间融化。所以如何维持返回舱30多度的温度，是航天器返回阶段的技术重点。
早在1961年，前苏联便发射了第1艘载人航天飞船。而与之对立，竞争的美国自然不甘落后，于同年也实现了载人航天，更是在8年后将阿姆斯特朗送入了月球。
“我的一小步将是人类的一大步”因为早期的太空舱防护罩有着较大的可靠性，而且再升级难度较高，所以这套较为传统的防热大底技术一直沿用至今，这其中自然也包括美国的猎户座、俄罗斯的联盟号和我国的神州系列。
目前沿用的这种防热大底，一般会将太空返回舱的底部设计为锥形，而整体返回舱一般为钟型，整个返回舱会加上一层厚厚的隔热盾，同时还会涂上一层烧蚀材料。通过这样才能形成一套系统的防热隔离罩。
这样做的好处是在返回舱进入大气层后，钟型的外形会对空气进行一个压缩过程，并在外围形成一个空气盾，从而减少空气与返回舱的直接摩擦。而锥形的底部，可以减少返回舱下坠时的阻力，从而也会减小摩擦。而这个锥形也要平衡到合适的角度，如果角度太大，则会导致阻力过小下落过程极快，而如果这个锥形幅度过小，则会增大空气的阻力，使表面温度更高。
这时的降落过程中，空气与返回舱的摩擦已经形成了较高的温度，而外面的烧蚀材料会在这种高温下融化，并带走大量的热量。最后就是靠着厚厚的隔热盾来抵御外部的热量了。
这种防热大底的方式沿用至今已有60年之久，但随着航天技术的发展和太空探索频率的不断提高，这种技术也暴露了很多弊端。
首先最大的问题便是重量，给大家举一个简单易懂的例子，那就是马斯克公司的商用火箭SpaceX，目前可以查到的官方报价为每公斤2719美元，而防护罩的重量几乎快占到了整个太空仓的一半了，这还不算。
想要打造这防护罩也是价值不菲，这厚厚的隔热盾自然是要花大价钱的，而外面的烧蚀材料，每公斤的价格也要8000元，而且这可是一次性的，堪比烧钱。同时防护罩自身的重量，也需要消耗运载火箭的大部分能量。
所以说，如果能够实现防护罩技术上的升级，不仅可以大大降低航天费用，同时还能携带更多的试验材料进入太空。
其次，利用这种防热大底对太空舱外形的要求极高，同时也限制了太空舱其他形态的可能性。
那么中美都在努力研发的充气式防护罩又有何过人之处呢？
只有中美才有能力研发的充气式防护罩充气式防护罩也被称为充气式再入减速系统，这样的方式听名字就知道了它不占用空间，而且质量还非常轻，但同样也会给人感觉稳定性不强，很容易破碎。
其实这些技术的想法也都对，但同样也是其研发过程中难以突破的牢笼。
整个空气式防护罩的工作流程，简单点来说就是在进入大气层之前，可以一直储藏于太空舱内部，而且不太需要占用空间，而当返回舱进入大气层时，空气防护罩则迅速打开并不断膨胀，直至将整个返回舱完全包裹。
它较轻的质量和较小的体积这两大优点不用多说，仅凭这两点就可以对太空舱进行全面换代式的升级，但它的优点不仅如此。
充气式防护罩直径可达12米，这样大的面积加大了它迎风的阻力，其减速效果不言而喻。同时它能够对返回舱完全包裹，所以返回舱的外形可不再受约束，可以有更多的延展性。
不仅如此，充气式防护罩的构想不仅可以应用在飞船上，甚至还可以应用在宇航员独立的个体上。它可以作为应急逃生设备，在发生危险时，宇航员只需进入充气防护罩内部的逃生舱内，便可迅速返回地球。
可这项技术听起来简单，要想真正实现，可以说是地狱级别的难度。
既然是充气材料，这种材料必然有一定的弹性和张力，但一般这样的材料，在面对大气强大的冲击力时，很难保持强大的韧性和抗高温性。
大家也知道外太空是真空环境的，所以想要吸收自然空气，只有进入大气层才能进行充气环节，这就大大增加了操作的难度。而且空气中含有氧气、氢气等活跃的气体在剧烈的高速运动下很危险，只有保证气体的稳定性才能保证安全。
所以，目前大多数解决方案也都是提前将压缩好的氮气或氦气这类性质相对稳定的气体充入其中，这对充气时机的把握和充气式防护罩的展开有着很高的技术要求，未来也需要大量的实验数据作为支撑才能更好的、更稳定的实现充气式防护罩的应用。
而其这个材料和形态在说到空气阻力时，局部一定会产生一定的变形，一旦发生变形，受风压的影响又如何保持着陆轨迹，这对材料学、气动动力学等方面都有着极高的要求。
目前，在材料上有用陶瓷氧化物纤维编制的，还有涂隔热材料的，也有用炭布+钛箔制成的，总之，这些材料的应用都需要保证充气式防护罩既有弹性和张力，又能隔热且耐高温。
而在气动动力学上，这种材料受外界的阻力影响很大。如何保持材料的稳定性，实现整个操作过程的可控化，也是科学家们一直在琢磨的。
如果充气式防护罩可以稳定地运用在航天实践中，那么在未来实现登陆火星的计划也就指日可待了。
登陆火星或许指日可待我们对于火星一直抱有极高的幻想，从一些文艺作品中就可看出，比如美国大片儿《火星任务》、《火星救援》等，还有很多科学家对火星大开发的猜测，深深的吸引着很多人，所以未来登陆火星也必然是人类的一大计划。
可火星不同于地球，火星的空气非常稀薄，如果利用传统的防护罩，空气对其的阻力非常小，同时对降落伞的阻力也非常小。如此一来，太空舱便会以极快的速度着陆，而火星又没有类似于海洋一样的缓冲带，太空仓落入火星表面一定会被砸个粉身碎骨，所以载人火星登陆是一件无比困难的任务。
而充气式返回舱则可以很好的解决上面这些问题，是解决火星登陆的关键设备。
结语目前该项技术的重重难点，也只有中国和美国有能力尝试，而在这件事情上，美国也确实走在了前面。
就在上个月，美国NASA通过卫星的着陆，实现了充气式防护罩的实验，并且成功降落在了夏威夷的海面上，将空气式防护罩这一理论进行了很好的实践论证，也为世界其他国家航天事业的发展提供了借鉴依据。
而我国，其实早在2020年时发射的长征5号运载火箭也进行过类似的试验，但最终还是在降落过程中出现了问题。但这并不可怕，毕竟所有的实验成果都是通过反复的失败总结而成。
而美国这一次实验的成功，我们也没什么好气馁的，毕竟我国自改革开放以来才开始大跨步的发展，已经足以令全世界拍手称赞了，相信在未来的发展过程中与美国比肩甚至超越美国，也都指日可待。
