太空信息(英文)

外层空间

“深空”重定向到这里。对于美国国家航空航天局太空探测器,见深空1和深空2。

大气层——不按比例(NOAA)外层空间,也简称为空间,是指天体大气层以外宇宙中相对空旷的区域。外层空间用于将其与airspac e(和陆地位置)区分开。与流行的理解相反,外层空间并不是完全空的,而是包含低密度的粒子,主要是氢气和电磁辐射。

地球的边界

地球大气层和空间之间没有离散的边界,因为大气层随着高度的增加而逐渐衰减。如果大气温度不变,它的压力将从海平面的100千帕(1巴)呈指数下降到最终的零。国际航空联合会在100公里(62英里)的高度建立了卡门线,作为大气层和空间之间边界的工作定义。美国指定在海拔50英里(8 0公里)以上旅行的人为宇航员。在重返大气层期间,400,000英尺(75英里或120公里)标志着大气阻力变得明显的界限。

[编辑]

太阳系

太阳系内的外层空间被称为行星际空间,它在日光层顶进入星际空间。外太空的真空并不是真的空;它稀疏地充满了几十种迄今为止通过微波光谱学发现的有机分子。根据大爆炸理论,2.7 K黑体辐射是宇宙大爆炸和宇宙起源遗留下来的,宇宙射线包括电离的原子核和各种亚原子粒子。还有气体、等离子体和尘埃,以及以前载人和无人发射留下的小流星和物质,这些对航天器都是潜在的危险。一些碎片会周期性地重返大气层。

空气的缺乏使外层空间(和月球表面)成为电磁波谱所有波长的天文学的理想位置,正如哈勃太空望远镜发回的壮观照片所证明的那样,这使得人们可以观察到大约14亿年前的光,几乎可以追溯到大爆炸的时代。来自无人驾驶宇宙飞船的照片和其他数据提供了有关太阳系中行星、小行星和彗星的无价信息。

[编辑]

压力变化

从海平面到外层空间只产生大约15磅/平方英寸的压差,相当于从大约34英尺(10米)的水下浮出水面。

[编辑]

真空

与普遍的看法相反,一个人突然暴露在真空中不会爆炸,但一个人会在几毫秒内冻死。水蒸气会从暴露的区域如眼角膜开始蒸发,并和氧气一起从肺部的膜中蒸发。以下是美国国家航空航天局的解释。

[编辑]

卫星

有许多人造卫星围绕地球运行,包括地球同步通信卫星,位于赤道平均海平面以上35,786公里(22,241英里)处。它们的轨道从不“衰减”,因为几乎没有物质施加摩擦阻力。军用和民用也越来越依赖能够实现全球定位系统的卫星。一个常见的误解是,轨道上的人处于地球引力之外,因为他们显然是“漂浮的”。它们漂浮是因为它们处于“自由落体”状态:重力和它们的线速度产生了一种向内的向心力,这种向心力阻止它们飞入太空。地球的重力远远超出了范艾伦带,并将月球保持在平均距离384,403公里(238,857英里)的轨道上。所有天体的引力都随着距离的平方反比于零而递减。

[编辑]

太空之路上的里程碑

海平面- 100千帕(1大气压;1巴;760毫米汞柱;14.5磅/英寸?)的大气压

4.6公里(15000英尺)——FAA要求飞机飞行员和乘客补充氧气。

5.0公里(16000英尺)- 50千帕大气压

5.3公里(17400英尺)——地球大气层的一半低于这个高度。

8.8公里(29,035英尺)-地球上最高的山峰珠穆朗玛峰的顶峰

16公里(52500英尺)-需要加压舱或压力服。

18公里(59000英尺)-对流层和平流层之间的边界

20公里(65,600英尺)-室温下的水在没有加压容器的情况下沸腾。(流行的观点认为体液会在这个时候开始沸腾,这是错误的,因为身体会产生足够的内部压力来阻止它。)

24公里(78700英尺)-常规飞机增压系统不再工作。

32公里(105000英尺)-涡轮喷气发动机不再工作。

34.7千米(113740英尺)-载人气球飞行的高度记录

45公里(148000英尺)-冲压式喷气发动机不再工作。

50公里(164000英尺)-平流层和中间层之间的边界

80公里(262,000英尺)-中间层和热层之间的边界

100公里(328,084英尺)-卡门线,根据国际航空联合会确定外层空间的界限。由于缺乏显著的大气密度,空气动力面不再起作用。

120公里(400,000英尺)-从轨道返回期间第一次明显的大气阻力

200公里-可能的最低轨道,具有短期稳定性(稳定几天)

350公里-长期稳定的最低可能轨道(多年稳定)

690公里——热层和外逸层的分界线

[编辑]

外层空间区域

地月空间

行星际空间

星际介质

星际空间

[编辑]

太空不等于轨道

为了进行轨道空间飞行,航天器必须比亚轨道空间飞行飞得更高更快。直到航天器以足够大的速度绕地球运行,使得航天器的重量正好等于使其保持在圆形轨道上所需的向心加速度,航天器才算进入轨道。它不仅要升到大气层以上,还必须达到足够的轨道速度(角速度)。对于近地轨道,这大约是7.9公里/秒(18000英里/小时)。康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基是第一个认识到,给定任何可用的化学燃料的能量,将需要一个多级火箭。完全脱离地球引力场并进入行星际空间的逃逸速度约为40,000公里/小时(25,000英里/小时或11,000米/秒)。达到低地球轨道速度(32 MJ/kg)所需的能量大约是仅仅爬升到相应高度(10 kJ/(km kg))所需能量的二十倍。

亚轨道和轨道空间飞行之间有一个主要的区别。在没有过多大气阻力的情况下,稳定环绕地球轨道的最低高度始于平均海平面以上约350公里(220英里)。关于空间边界的一个常见误解是,轨道仅仅在到达这个高度时出现。达到轨道速度理论上可以发生在任何高度,虽然大气阻力排除了太低的轨道。在足够的速度下,一架飞机需要一种方法来防止它飞入太空,但是目前,这个速度比合理技术范围内的任何速度都要大几倍。