為什麼探測器進入各種行星的大氣層都是加個隔熱層很快的摔下去，能不能早早開傘慢慢飄下去？

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這是一個超音速降落傘的問題。以好奇號（火星科學實驗室MSL）為例，進入火星大氣層的初速度大約是每小時1.8萬km，此時高度大約是120km，而經歷了2100度高溫和劇烈減速階段後，直到11km高度才打開降落傘，此時MSL著陸器的速度已經降低到每小時2000km，即每秒550米。火星和地球相比大氣稀薄的多，密度比地球大氣低1-2個數量級，火星大氣這個高度上的聲速是240米/秒，也就是說開傘速度遠超聲速，大約是2.3馬赫。

我們知道，物體在流體中受到的阻力與空氣密度、運動方向的投影面積A、速度的平方、阻力係數成正比：

$F_mathrm{drag} = frac12 ho_mathrm{air}C_mathrm{d}Av^2$

但遺憾的是，在超音速情況下阻力係數不再是常數。

下圖模擬了前體（探測器）和一個降落傘在 1.5馬赫流體中的運動情況。左側為壓力場，右側為速度場。超聲速運動的前體（探測器）會在兩側形成錐形的激波，後側形成尾流。

高速尾流進入到降落傘的傘蓋中，流速降低，形成高壓區，進而形成從傘蓋到探測器的反向氣流（右圖藍色區域）。

反向氣流會完全破壞探測器的錐形激波，在探測器後方形成高壓區，並且降低了降落傘附近區域的流速。此時傘蓋內部的壓力降低，內外壓差變小

於是降落傘開始收縮。

隨著降落傘收縮，反向氣流也隨之消失，前體（探測器）周圍的錐形激波和尾留得以重新建立，降落傘重新打開……於是又回到了第一張圖。

如此循環往複……

取自 Steve Lingard 「SUPERSONIC PARACHUTES」 https://solarsystem.nasa.gov/docs/11%20-%20Supersonic%20parachutes%20Lingard.pdf

因此降落傘在超聲速的時候是非常不穩定的，如上所示的這種振蕩現象大大降低了降落傘的阻力係數。

上圖：不同形狀的降落傘在不同馬赫數（橫軸）下的阻力係數（縱軸）。

盤-縫-帶（DGB）構型的降落傘經過了大量檢驗，已經被證明具有較好的超音速特性，需要在3馬赫以下的速度展開。近年來的幾個火星探測器（好奇號、勇氣-機遇號、火星探路者號）均採用了這種構型，實際都是在1.7-2.3馬赫左右的速度下展開的。此時探測器的動能相比初入大氣層時已經削減了99%。

雖然土衛六的大氣比火星和地球都要濃密的多，但是惠更斯號著陸器的降落傘也採用了DGB構型，並在1.7馬赫下成功展開。上圖是1993年在美國田納西州的阿諾德空軍基地進行風洞試驗的照片。

前不久（2017年10月4日），NASA為2020年的火星任務進行了第一輪降落傘測試，由一枚火箭將載荷送到51km的高度，載荷在下落到 42km時以1.8馬赫的速度釋放降落傘，降落傘在半秒內成功打開，產生了3.5萬磅（1.6萬公斤）的阻力。高速相機拍下了這面超音速降落傘的展開過程。

因為航天器再入大氣層時剛開始進入的高層大氣非常稀薄，同時速度也非常的塊。對一般的降落傘而言大氣密度太低意味著阻力也太低沒用（有點像開著飆到極速的F1賽車在濕滑冰上猛踩剎車），而速度太快則會撕破降落傘（我想如果從高空的直升機上往消防氣墊上跳，消防氣墊也會炸吧）。因為航天器隨後會高速下降衝到大氣密度更大的高度，導致降落傘先是沒用然後被撕破再燒毀。

注意氣動摩擦加熱不但跟速度有關，還跟空氣密度有關。

要在大氣密度極低的大氣邊緣「用降落傘那樣慢慢飄下去」你需要非常巨大的阻力面積，同時這降落傘或者說氣動減速器得非常堅固。必須能承受非常大的負荷，否則就像狂風中的傘一樣被吹的一塌糊塗，畢竟再入大氣層的速度比飛機上跳傘不知道高到哪裡去了。人類目前的技術無法同時滿足這兩者，另外就是實現了也不是慢慢減速，而是非常劇烈的減速，堪比艦載機降落航母鉤上阻攔索。

所以現在是先利用再入飛行器本身的阻力減速、並且下降到大氣比較稠密的高度才用降落傘。而高速沖入稠密大氣會有劇烈氣動摩擦加熱，需要熱防護保護。

當然還有一種方法可能實現「能不能早早開傘慢慢飄下去」，只要你引擎足夠強勁，推進劑夠或者說是能在短時間裡產生足夠的速度增量變化。那直接開動引擎強行減速，不依靠空氣阻力來，然後一路緩降到開降落傘高度開傘（不開傘也沒啥，反正引擎推進劑和推力夠一樣能確保安全軟著陸），不會高速沖入稠密大氣產生劇烈的氣動摩擦，就不需要熱防護。不幸的是如此強勁的引擎依舊超出人類的技術水平。可預見未來的核裂變甚至聚變引擎都做不到這點。

我這裡做一下半定量的計算。首先考慮垂直下落的時候，一種是直接帶著大降落傘墜落下去，另一種是不帶降落傘直接墜落下去。

從模擬結果中可以看到，提前開降落傘，確實可以提前減速，但是空氣阻力的峰值和沒有降落傘的時候相差不大。垂直降落的時候，不論是否有降落傘，空氣阻力都很大，甚至可能導致飛船解體。

實際飛船降落的時候，一般都是傾斜地進入大氣層，而不是直接沖入大氣層。傾斜落下的時候，模擬結果如下：

可以看到，傾斜進入大氣，比直接進入大氣，空氣阻力的峰值要小很多。

這些模擬表明，飛船進入大氣層時，提前開傘對減少受力是沒有幫助的。畢竟飛船比降落傘更加堅固耐熱，所以正常的降落方法是應該是：斜著切入大氣層；在空氣阻力峰值附近不要開降落傘；在減速基本完成後，再開降落傘。降落傘在絕大部分減速過程中不起作用，只在接近地面的時候起作用，減小飛船落地時候的速度。

題主大概是以為，航天器本來在天上是靜止的，然後我們讓它掉下來到一定位置再開降落傘。實際上，人家航天器在天上完全屬於跑的太快，所以軌道運行是沒有掉下來。所以再入大氣層時很明顯初始速度就賊快，這個時候用降落傘是沒卵用的。

這種方法我在坎巴拉太空計劃裡面實現過?(?」??)?

因為在太空中它的速度就非常快，只是你看著很慢，整個著陸的過程都是一個減速的過程，從一開始就打開降落傘也不會慢很多，而且前期空氣阻力太小，沒有意義，打開太早容易偏航。

反正那麼高的勢能，總要消耗掉。不被隔熱瓦消耗掉就被傘消耗掉。而相比耐幾千度高溫的隔熱層，薄薄的傘還要做到輕便耐熱就很難了。

並且開的早飄的誤差大。

坎巴拉太空計劃里，這時候傘的狀態一般是紅色，表示開了很危險，會被高速搞壞。

有大牛回答了我就不來從數據上說了畢竟講乾貨講不過天倉啊

我只想說題主是典型的被一些慣性思維匡住了

別拿我們日常的世界去套宇航了

太多人的思維模式還停留在像太空歌劇一樣開著船型的飛船在天上飛被擊中了還要下掉還有人跑來知乎問為什麼星星不會掉下來……

隔熱罩降落傘本質上不就是形狀和材料上的區別而已都是拿來靠空氣阻力減速的

遇上沒有大氣的星球兩樣都不好使

因為用隔熱層在大氣內高速下落進行空氣制動的效果最佳。

開了傘也一樣。。搞不好傘也要燒掉。。

建議你去玩下坎巴拉太空計劃，或者是搞懂什麼叫第一第二第三宇宙速度。再回來繼續問這個問題，之所以這麼講，因為我前面的自己說的很清楚了