航天飞机返航时，最难克服的技术难关是如何穿越大气层，因为航天飞机的运行速度太快了，当它进入大气层后，容易跟空气产生剧烈的摩擦而起火燃烧，产生几千上万摄氏度的高温，这就需要一种材料来防护航天飞行器。科学家们经过反复研究，制成了一种特殊的防热材料——防热瓦，用它制成航天飞机的“防热外衣”，来抵抗摩擦时产生的高温。

　　航天飞机的防热瓦不是靠自身被熔来达到防热目的，而是靠材料良好的散热性能来降低表面温度。

　　这种特制的防热瓦是由基本材料为普通的沙子做成的很细纤维。由于隔热瓦90%是空气，所以它的重量极轻，拿在手上就像拿了一块塑料泡沫似的。飞机表面与空气摩擦产生的高温，每时每刻都被它以极快的速度散发掉，余热则被空气所隔而无法传递到内层。为了保护航天飞机的要害部位，防热瓦的表面还涂有一层黑色闪光的硼硅酸盐玻璃，它能反射机体与空气摩擦生成的95%的热量。受热最高的机头和两翼前端，则采用了强化防热材料，既增强了耐热性，又提升了受力强度。

　　之所以强调是“黑科技”，是因为这些隔热瓦在高温条件下稍经冷却后，就可以用手直接触摸。此时隔热瓦的内部仍然保持着上千摄氏度的高温，外部已经冷却到可以直接触摸的程度。

　　防热瓦质量轻、耐高温，高温下不发生物理和化学变化，故可重复使用。然而它在连接和受力等方面却存在着天生的弱点。整个航天飞机上的防热瓦达数万块，一块出现问题就可能导致机毁人亡。

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