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。科学家经过反复研究，研制成了一种特殊的防热材料——隔热瓦，用它制成航天飞机的“防热外衣”，来抵抗摩擦时产生的高温。

　　航天飞机的隔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。

　　这种特制的隔热瓦，基本材料是普通的沙子，被做成很细的纤维。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，隔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。在受热最高的机头和两翼前端，则采用了强化防热材料，既提高了耐热性，又增加了受力强度。

　　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，就可以用手直接接触。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。

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