天宮1號(天宮1號是什么)

空間站是一種可供航天員在太空中長時間駐留的航天器，也被譽為人類探索宇宙深空的“前哨站”，自從1971年以來，人類已成功地向太空發射了12個空間站，按照時間順序，它們分別是：禮炮1號，天空實驗室，禮炮3號、4號、5號、6號和7號，和平號，國際空間站，天宮1號，天宮2號，中國空間站。

從整體上來看，這些空間站都有一個相同的特點，那就是它們的運行高度通常都是在400公里左右，這就有點令人感到好奇了，空間站為何只在400公里的高度運行？再飛高一點會怎么樣呢？下面我們就來聊一下這個話題。

從理論上來講，空間站只需要達到了“第一宇宙速度”，那么在沒有阻力的情況下，空間站就可以僅憑自身的慣性一直圍繞著地球運行，而不需要額外的動力，這無疑是非常好的運行方式。

然而地球有一個大氣層，當物體在其中飛行時，就會遇到來自空氣的阻力，那空間站是如何解決這個問題的呢？答案當然就是往上飛。

實際上，地球大氣層中的空氣分布得非常不均勻，測量數據顯示，大氣層中有大約97%的空氣都分布在平流層以下，而隨著高度的增加，空氣的密度還會指數級地下降。

在距離地面400公里的高度上，空氣已經變得極為稀薄，其產生的阻力可以說是微乎其微，所以空間站運行在這里，只需要每隔一段時間消耗一點點燃料進行輕微的軌道修正，就可以僅憑自身的慣性一直圍繞著地球運行。

與此同時，400公里的高度也足以滿足太空科研的需求，比如說沒有云層遮擋（對于宇宙深空）、足夠大的觀測范圍（對于地面）、接近真空的環境等等。

那空間站為什么不飛得更高一點呢？這主要有兩個原因，首先就是成本問題，其實這很好理解，畢竟空間站需要持續的補給，還需要“接送”航天員，如果再飛高一點，每次發射都會消耗掉更多的燃料，所以從成本的角度來看，我們只需要將空間站送到一個合適的高度就可以了，而不必追求飛得更高。

還有一個原因就是“范艾倫輻射帶”的威脅，簡單來講，“范艾倫輻射帶”就是位于地球附近空間的高能粒子輻射帶，從整體上來看，它分為內外兩層，內層中高能質子居多，其高度通常在1500至5000公里之間，外層中高能電子居多，其高度通常在1.3萬至2萬公里之間。

“范艾倫輻射帶”中的帶電粒子主要來自太陽風，在它們被地球磁場捕獲之后，就會在“范艾倫輻射帶”的兩個轉折點之間來回運動，進而形成高能粒子輻射帶，由于太陽風的強度并不是一成不變的，因此當太陽風變強的時候，“范艾倫輻射帶”的范圍也會隨之增加。

另一方面來講，地球的磁場也不是完全對稱的，比如說在南大西洋的上空，地球磁場的形態就會導致“范艾倫輻射帶”的高度更低一點。

“范艾倫輻射帶”中相對密集的高能帶電粒子可能會對空間站的太陽能電池、集成電路、傳感器等等設備造成損害，更重要的是，高能帶電粒子還可能從分子層面對生命有機體造成危害，因此為了保證航天員以及儀器設備的安全，空間站必須要在遠離“范艾倫輻射帶”的區域中運行。

相對而言，400公里的高度就可以說是非常理想了，就算是“范艾倫輻射帶”因為太陽風或者地球磁場的形態出現了大幅度的擴張，也不至于擴張到這個高度。

綜上所述可知，空間站的運行軌道既不能太低，也不能太高，如果低了就不能夠滿足太空科研的需求，同時還會遇到更強的空氣阻力，而如果高了則會使空間站的運行成本大幅增加，同時還可能會遭到“范艾倫輻射帶”中的高能粒子的侵襲，綜合考慮之下，人們就將空間站的運行高度設定在400公里左右。

好了，今天我們就先講到這里，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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