历史上的飞行器突破音速之际，曾遇到一种叫做“冲击波声屏障”的麻烦；
而飞行速度超快时，航天器上用的材料就受不了那么高的热量，又会达到一个叫“热屏障”的危险极限。
但所有这些问题中，最让人摸不着头脑的就是神秘的“黑屏障”，全世界的科学家花了80年，知道它的形成原理，却不知道怎么才能避免。同样也因为黑障，全世界的航天员都要度过最惊心动魄的五分钟，面临着生命危险。
然而，正是这样一个难题，在中国科学家的努力之下，如今也不再能困扰我们。不仅是在航天领域，我国的导弹也能够打得更准了！
全世界科学家都被“黑屏障”给困住了黑屏障，简称黑障，说的是当超音速飞行器飞得特别高，穿过大气层很稀薄的地方时，因为和空气摩擦会产生电离，形成一层叫做等离子鞘的东西。这层鞘子就像个屏障，会吸收无线电信号，让通信和雷达探测都变得困难。
黑屏障现象主要出现在宇宙飞船返回地球的大气再入阶段，持续4-6分钟。当宇宙飞船以极高的速度返回地球时，飞船会与大气层产生强烈的摩擦，形成一个巨大的热量和激波。
这使得飞船的表面温度迅速升高，高到几千摄氏度，周围的空气分子也会因为高温而变得非常活跃，就像被火烧一样。
由于飞船表面的高温，它周围的空气分子开始被分解和电离，形成了一层特殊的物质——等等离子鞘。这层等离子鞘就像一个厚厚的罩子，紧紧地包裹着飞船。这个等离子鞘会吸收和反射电磁波，导致飞船与地面或卫星之间的无线电通讯中断，形成所谓的“黑屏障”。
因为当飞船和地面失去联系时，地面的雷达就无法追踪到飞船的位置，航天指挥中心也无法了解飞船内部的状况，更无法远程控制飞船，帮助它稳定地降落。
这个阶段被称为“黑障阶段”，是飞船返回过程中最危险、最不可控的部分。目前为止并没有明确的太空事故直接归因于黑屏障现象。
但对于航天员来说，黑屏障也是一个巨大的挑战。因为在黑障阶段，他们无法和地面或卫星进行通讯，无法接收指令或发送信息。这可能会让他们感到孤立无援，甚至产生恐慌和焦虑。同时，如果飞船在这个阶段出现任何问题，他们也无法及时得到地面的帮助和支持。
在航空航天领域，美国和俄罗斯是研究黑屏障现象的主要力量。他们的科研机构、大学和企业都纷纷加入了这场研究大战，尝试通过改变通信频率、用特殊材料制造天线、还有采用新的调制技术等手段，来解决因为黑屏障导致的通信中断问题。
不过，事情没那么简单。因为等离子体鞘层超级复杂，还会不断变化，所以这些研究在实际操作中都遇到很多困难。
中国技术脱颖而出为了解决这些问题，中国科学院的鲍为民教授，也是西安电力大学空间科学与技术学院的院长，带着他的团队，和浙江大学、中国科学院合肥物理科学研究院、哈尔滨理工学院、空军工程大学、北京遥测技术学院等很多高校和科研机构一起努力，终于找到了解决办法。
他们在2017年到2022年间，建了中国第一个可以模拟高速飞行器电磁环境的实验装置。用这个装置，他们在地面上就模拟出了通信中断的情况，并找到了一种新的通信方法。
这个方法的厉害之处在于，它可以在等离子体影响到通信天线时，马上发现变化，并自动调整通信的速度。这样，即使在等离子体密度很高的情况下，也能保持通信的顺畅，让通信系统对等离子体的抵抗力提高了好多倍。
同时，中国天津大学的姚建全教授领导的团队也在这个领域取得了新的进展，扩大了我们的技术研究范围。他们解决了在超高速飞行（比如五倍音速或以上）时通信信号容易中断的难题。
姚建全团队造出了一种特殊的激光器，它能持续发出一种叫太赫兹频率的电磁脉冲。这种波可以在6G通信中使用，并且它很容易穿透像十倍音速飞行时遇到的那样厚的空气层。
2022年5月，中国西电国家的一个重要项目——近空超高速靶等离子体电磁科学实验设备获得了批准。中国的科学家们终于在等离子体鞘下的信息传输技术上取得了重大突破。这项技术有望帮助航天器、高超音速飞机和高超音速武器解决信号中断问题，实现更稳定的无线通信和探测。
突破黑障技术，在军事上也有重大意义黑障技术的突破让飞船在返回地球时不再会失去联系，这样，宇航员就能实时和地面保持通话，分享他们的太空经历，让太空探索变得更加安全、高效。
同时，新技术也让雷达的探测能力变得更强。地面雷达现在可以更准确地跟踪飞船的轨迹，确保飞船在穿越大气层时能够安全降落。这对于未来的深空探测任务来说，无疑是一个巨大的帮助。
导弹在飞行过程中，尤其是在高速再入大气层时，也会遇到所谓的“黑障”现象。这会导致导弹与地面指挥中心的通信中断，雷达探测也受到严重影响，无法准确追踪目标。
随着黑障技术的突破，导弹上的雷达系统能够在穿过黑障区域时仍然保持清晰的成像能力。
如此一来，导弹不仅能够找到目标，还能够通过图像分析准确识别出目标的类型和特征，比如是敌是友、是哪种类型的舰船或飞机等。此外，黑障技术的突破也提升了海军的战场态势感知能力。通过更清晰的雷达成像，海军能够更准确地掌握航母编队等复杂目标的实时位置和动态。
总而言之，这种研究的突破可能会带来许多新的科学发现，让我们对宇宙有更深的认识。深入理解“黑色屏障”这样的复杂现象并掌握突破技术，将会对宇宙的认知带来翻天覆地的变化。也许未来不远的时候，就会有全新的理论和模型来解释星球和宇宙事件。期待这一天的到来。
参考资料：
神舟记忆 中国宇航出版社 2023
