全世界苦研80年，被中国一朝突破！颠覆性技术的背后是谁做到的？

今日新闻 2025年10月01日 21:45 1 admin

航天飞行器再先进，一旦穿越大气层，碰上“黑障”就全失联。几十年里，美苏反复试，美国算出数学模型，苏联烧坏多架飞船，谁都啃不下这块硬骨头。

直到2023年，中国飞船一句“243”响起，全场屏息，然后全国都知道——这道全球科研界的天堑，被我们跨过去了。

“飞得快，反而听不见”：难到美苏都翻了车

人类第一次接触“黑障”，是在1949年。

当时，美国发射试验飞行器，在返回地球时发现“突然断联”，导航信号毫无征兆地中断。没人知道发生了什么。

飞控中心像突然蒙了眼，所有指令发不出去，数据全断，几十吨的航天器成了一块瞎飞的铁。

1950年代，美军搞清楚了原理：飞行器以高超音速返回大气层，速度超过7马赫，压缩大气，高温烧出“等离子体云”。

这团火包着整个飞船，把无线电信号全挡住。电磁波进不去、出不来，导航、遥测、语音、控制全失效。飞船在这一段时间内，彻底“哑了、瞎了、聋了”。

这段时间，就是“黑障期”。

苏联尝试用“喷流扰动技术”撕开电磁层，美国航天飞机搞过“等离子窗口”“低温外壳”等方案，但效果都不理想。

到1980年代，美国航天飞机最终接受现实——黑障无法彻底打穿，只能尽量缩短时间，用机载程序顶过去。

问题是：一旦突发故障，靠程序就等于撞大运。

回看历史，美苏都尝试过几十种办法，但始终无法做到“在黑障期内，通信不中断”。所以这不只是技术难题，是多学科交叉失控的系统灾难。它难在四个字：层层死角。

动力工程、空气动力学、电磁波传播、信号处理、材料科学……只要一个链条掉了链子，整个飞行任务都要完。

这就是为什么，黑障被称为“航天工程里最后一个不可控区段”。它的存在，意味着所有飞控数据，在最关键的那几分钟，一切靠猜。

几十年里，所有国家都认栽。美国《航天系统指南》干脆写明：黑障，不可避免。

直到2023年，中国飞船打破了沉默。

“243”响起，全国系统一起跟着动了

2023年6月4日，东风着陆场，神舟十五号即将返回。北京航天飞控中心大厅内，静得像一张白纸。

所有人都在等——冲破黑障期那一秒，飞船是否能重建通信。

他们在一个编号：“243”，它是飞船穿出等离子体云时，VHF应答机发出的重联信号编号。如果“243”响起，说明飞船安全，地面可以立即启动联动流程——搜寻、定位、回收。

为了抓住这几秒，中国用了多少准备？

38所、航天科技集团、测控中心、电科系统、北斗团队，上百单位联合布控。

“雷达+飞机+卫星”三线联动：地面部署7个测控雷达站，天上出动两架运输机、三架直升机，并配合北斗12个导航点全方位定位。

这些设备都不是在“听”，而是在“找”——在极短时间内从嘈杂电磁波中，精准捕捉“243”的那一个频点。

那时飞船高度不到100公里，速度超过20马赫。等离子体烧得像个火球，信号就像一个气泡，稍纵即逝。

信号只有几百毫秒，强度极弱，频率容易漂移。这时候系统要做到：

提前预测轨迹，计算黑障窗开启时机；捕捉信号，判定身份，联动响应；

精确计算飞船坐标，迅速反馈指令；同时调动地面与空中回收系统就位。

在美国，这种任务可能要交给多个公司分别操作；在中国，统一平台联调、任务一体指挥，全流程响应时间压缩到分钟级。

所以，“243”不是一句话，而是一个国家动起来的信号。

它意味着：中国实现了“黑障期间通信不中断”，航天器完全可控，回收有据可依，飞控系统再也不用盲猜。

全球第一。

研究人员怎么干的？一毫米一毫米抠出来的突破

黑障难题能解决，是靠中国航天科技集团五院503所多年硬啃。没有灵光一现，只有一毫米一毫米抠。

从一开始，他们就不指望能“打穿黑障”，目标很明确：想办法“听见一点点信号”，哪怕只有几百毫秒，也够用了。

黑障是怎么形成的？飞船高速穿过大气，气流被压出高温火球，这团火就是“等离子体”。它能把信号烧没，像隔着火墙打电话，根本听不见。

那怎么破？503所团队干的第一件事，就是找“缝”。

他们搞来一堆等离子体数据，在实验室里造假“火球”，反复试信号。他们发现，不是所有频率都被挡死。某个特定的VHF频率段，在某个角度、某种温度下，可能会漏出一线缝隙。

这个发现非常关键。他们开始试：换天线角度，改飞船表面形状，调整信号频率。每次改一个数值，都要重新建模试验。

几年里，他们做了几百次模拟，烧了无数试件，只为了找到那个能传信号的“角度”。这个角度是算出来的，误差控制在毫米级。

这套方案定型后，还要实战验证。中国电科38所一起上了，配合测控中心、北斗导航、雷达系统一起联调。

他们设置了“多站联控、重复捕捉”方案。信号可能只有0.2秒，那就多个雷达同时扫，多个数据平台同时判别。只要有一台接收到“243”编号，整个系统就能激活后续程序。

2023年6月4日，神舟十五号飞船重返地球。进入黑障区，所有人都屏住呼吸。38秒后，编号“243”的信号被接收到。

这一秒，全系统动了。回收队出发，导航对准，飞船落地，人员平安。

这个编号，是科研人员十年努力换来的成果。

没有捷径，没有奇迹。中国科研人员就是用实验、计算、对比、联调，把全球都绕过去的问题，一步步抠穿了。

这就是中国突破黑障的底气：靠人，靠实干。

参考资料：

黑障抑制技术的发展现状与研究难点.导弹与航天运载技术.2018年01期

十年磨一剑 “黑障”破天光.中国科学报.2023-02-27

浅析黑障.航空杂志.2012年01期

是谁听到神舟冲出“黑障”后的第一声.中青报.2023-06-05

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