人们于2026年4月10日星期五在加利福尼亚州科罗纳多海滩等待NASA“阿耳忒弥斯二号”任务的首次亮相（美联社照片/格雷戈里·布尔）

“阿耳特弥斯二号”任务已于周五圆满完成，四名宇航员安全返回地球。我曾就此次任务进行过详细报道，但一篇天气同事的博客文章引起了我的注意。在“猎户座”飞船再入大气层时，我们的一颗雷电探测气象卫星捕捉到了这艘燃烧着的飞船。以下是对这一现象的解释。

猎户座飞船再入轨道或许是整个任务中最危险的部分。这是一个相对的说法。整个任务在每个阶段都面临极端风险。然而，地球大气层对任何返回地球的航天器而言都构成一个巨大的障碍。当航天器以高速穿过大气层时，会变得非常热。有多热？专家估计，在以每小时17000至25000英里的速度进入大气层时，温度可达3000至5000华氏度。在一篇发表于Livescience的文章中，帕特里克·佩斯特与伦敦的物理讲师埃德·麦克劳伊进行了交流。“以这个速度行驶，它只需大约四秒就能跑完伦敦马拉松（或纽约市马拉松）的距离，”麦克劳伊说。

如果你曾经见过流星在大气层中燃烧，那背后的物理原理是一样的。当猎户座飞船在穿越太空真空时被推进器减速，进入大气层后其速度也会随之降低。由于大气并非真空，飞船会压缩其前方的空气。“也许你注意到过使用自行车打气泵时，泵头末端会迅速变热”，联合学院网站上写道。该网站进一步解释：“这种热量主要来自你肌肉推动活塞压缩泵内空气的动作。当空气（或任何气体）被压缩时就会升温；反之，当它膨胀时则会降温。”顺便说一句，大气高压区下沉的空气也会产生压缩作用，从而放大热浪或干旱现象。

摩擦也会导致剧烈加热。罗伯特·戈达德曾首次想到将大气层作为航天器的制动系统。在下图中，可以看到宇宙飞船重返大气层后，其舱体因极端高温而严重烧蚀。

幸运的是，航天器侧面对大气层直接暴露的隔热瓦或材料是热的不良导体，这能防止极端高温 literally 熔化航天器并烧毁其乘员。这种情况风险很高。在“猎户座”任务中，由于在无人的阿耳忒弥斯一号飞行任务中发现了一个广为报道的设计缺陷，风险进一步增加。有关再入系统和隔热罩的更多信息，可参考NASA艾姆斯研究中心的官方网站。

这张由美国国家航空航天局（NASA）提供的照片显示，NASA的“猎户座”飞船在加州海岸外的太平洋上，由NASA的着陆与回收团队以及美国海军人员将其回收至“约翰·P·穆尔塔”号军舰的甲板上。该画面拍摄于2026年4月11日星期六。（乔尔·科斯科/NASA供稿，美联社）

在加热峰值时刻（海拔约204000英尺或62公里处），GOES-18（GOES-West）的GLM仪器将明亮的再入信号解读为一条从西南向东北延伸的闪电带，时间为UTC时间2355，美国威斯康星大学的专家斯科特·巴奇米耶在合作气象卫星研究机构的博客中写道。他进一步表示，GOES-18的GLM信号位于东太平洋上空，处于夏威夷与南加州之间的一半位置。

4月10日23时56分，GOES-18可见光图像，叠加了4月10日23时55分GOES-18 GLM闪击范围密度（蓝到红像素）和GLM闪击点（白点）。图片由CIMSS/斯科特·巴奇梅尔提供。

地静止闪电探测器（GLM）是搭载在GOES-16卫星上的单通道近红外光学瞬态探测器，运行于地球同步轨道。根据NASA网站介绍，GLM对严重雷暴的业务运行和科研评估具有重要作用。例如，它曾记录到2017年一次长达515英里的巨型闪电。几年前，我和我的同事杰弗里·伯克发表了一篇研究论文，记录了美国东南部城市周边的闪电活动及其关联情况。

根据国家海洋和大气管理局（NOAA）的说法，GLM还能检测流星，尤其是当流星亮度接近满月时。“该仪器每秒拍摄500张地球图像，能够以毫秒级精度测量流星光曲线的形状，即流星亮度随时间的变化。”该机构网站指出。

携带GLM及其他仪器的GOES卫星。