在人类探索宇宙的征程中，载人登月无疑是极具挑战性的目标之一。我国虽尚未正式实施载人登月任务，但前期已开展大量技术验证工作。嫦娥五号、嫦娥六号探测器先后奔赴月球，完成取样并返回地球，这一过程涵盖了探测器环绕月球飞行、登陆月球、月面工作、月面起飞、月球轨道交会对接以及从月球轨道返回地球等多个关键环节。这些技术验证为未来我国载人登月任务积累了宝贵经验，毕竟载人登月飞船的飞行步骤与探测器大致相同。
无论是飞船、探测器还是航天飞机，在出厂时外观都干净整洁、洁白无瑕。即便在太空飞行期间，从空间站上航天员拍摄的飞船在轨飞行画面也能看到，它们外部依旧保持相对干净。然而，当这些航天器返回地球后，外观却会发生巨大变化，部分部位变得黑不溜秋，仿佛被烧焦一般。
这种现象并非航天器出现故障，而是有其必然原因。其中，地球存在大气层以及航天器飞行速度极快是两个关键因素。实际上，不仅是航天器重返地球会出现这种情况，登陆金星、火星等有大气层的星球时也会如此，而登陆没有大气层的月球则不会出现外观烧焦的现象。
在近地轨道飞行的航天器，速度接近每秒7.8公里，接近地球的第一宇宙速度。不过，由于近地轨道存在稀薄空气，航天器会受到空气阻力影响，速度逐渐变慢，飞行高度也随之降低，最终重返地球。即便如此，重返地球时其速度仍可超过每秒7公里。像嫦娥五号、嫦娥六号探测器，从月球取样返回地球时，速度接近地球第二宇宙速度，即每秒约11.2公里，比近地轨道飞行的航天器速度快得多。
航天器速度如此之快，意味着其动能和重力势能巨大。当它们再入地球大气层时，气动加热效应极为强烈，动能和重力势能迅速转化为热能，导致飞船周围空气温度急剧上升。从近地轨道返回的航天器，外部温度可达1000多摄氏度；从月球轨道返回的航天器，外部温度更是接近3000摄氏度。在如此高温灼烧下，航天器外观自然会变得黑不溜秋。
为确保航天器安全着陆，科学家在其外部涂上烧蚀材料和隔热材料。这些材料在经受高温灼烧时会升华、脱落，过程中带走大量热量，从而避免过多热量传导给航天器内部。航天器出厂时外观干净整洁，当烧蚀材料和隔热材料脱落后，原本的外表就变得面目全非，部分部位看起来还像蜂窝状。
目前，美国也在积极推进重返月球计划。其猎户座飞船于4月2日发射升空，即将返航。按照计划，美国先实施阿尔忒弥斯2号载人绕月飞行任务，随后在2027年开展阿尔忒弥斯3号任务，在近地轨道进行交会对接测试，2028年实施阿尔忒弥斯4号任务，发射猎户座飞船将宇航员送上月球表面。
不过，美国重返月球的时间存在诸多变数。此前，猎户座飞船在2022年12月执行无人绕月飞行任务时，重返地球过程中隔热罩出现严重问题，有超过100处炭层脱落、裂纹和剥落，甚至出现烧穿情况。而此次执行载人绕月飞行任务，美国NASA在明知隔热罩存在问题的情况下，并未进行解决。这使得很多科学家担忧，此次载人绕月飞行任务风险较高，重返地球时飞船隔热罩可能再次出现问题，威胁到飞船内宇航员的生命安全。当然，美国研制的宇航服理论上可在飞船内部压力下降时，保证宇航员在太空存活6天，直至飞船返回地球。
