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国家空间科学中心|不飞高点？，答：空间站干嘛只飞400公里高

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空少问答
小课堂
第153期
06
月
081
日
周
一
答：空间站干嘛只飞400公里高 ， 不飞高点？
上周六 ， 空少为大家留了1个问题 ， 来看看空少的解答以及从留言中选出的最佳答案吧！
国家空间科学中心|不飞高点？，答：空间站干嘛只飞400公里高
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空少正解
上期我们讲到 ， 不久前 ， SpaceX公司使用“猎鹰9号”火箭发射的“龙”飞船经过约19个小时的飞行后 ， 于北京时间5月31日22时16分抵达约400公里高度的国际空间站 ， 并开始进行对接 。 北京时间6月1日凌晨1点2分 ， 国际空间站迎来了两位新成员——道格拉斯·赫尔利（DouglasG.Hurley）和罗伯特·本肯（RobertL.Behnken） 。 这是自2011年航天飞机停运以来首次有宇航员在美国本土升空 ， 同时也是历史上首次由私人公司将宇航员送入太空 。 载人航天是航天领域难度最高的任务 ， 此前只有三个国家苏联/俄罗斯、美国和中国拥有这项技术 。
国家空间科学中心|不飞高点？，答：空间站干嘛只飞400公里高
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赫尔利（右一）和本肯（右二）进入国际空间站（来源：https://pics4.baidu.com/feed/4a36acaf2edda3cc27bce5bef461f907203f9267.jpeg?token=4fd6586fddf946485188bcdbdfd46626）
国际空间站飞行在约400公里高度的太空中 ， 其实其他的空间站的飞行高度也差不多 ， 比如我们国家的天宫 。 那么问题来了 ， 空间站干嘛只飞400公里高 ， 不飞高点呢？
空间站（spacestation）又称太空站、航天站 。 是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器 。 因此 ， 比起一般执行任务的卫星或小探测器 ， 它的结构不可避免的要复杂的多 ， 像是国际空间站大概有一个足球场那么大 ， 质量将近420吨 。 大家从平时接触到的知识中也很容易知道 ， 航天发射是非常昂贵的 ， 比如今年曾经发生过的4000万元卖火箭的广告 。 假如要把成吨的设备携带到较高的高度 ， 一来没有太大必要 ， 二来成本也过于高昂 。 关注我们空少课堂的朋友们大概还记得100公里高的“卡门线” ， 它指的是由于物理性质的特征 ， 100公里高度以上/p>
国家空间科学中心|不飞高点？，答：空间站干嘛只飞400公里高
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国际空间站照片 ， 由发现号航天飞机拍摄（来源：https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/STS-133_International_Space_Station_after_undocking_5.jpg/800px-STS-133_International_Space_Station_after_undocking_5.jpg）
而另一方面也同样是选择不飞得更高的重要原因 ， 就是航天员和空间站本身的安全 。 在地球周围存在的磁场会控制一些带电的电子和离子 ， 与来自太阳风的高能粒子对抗 ， 并且通过一些物理过程注入来自太阳风的高能粒子 ， 或是加速地球周围本身的带电粒子 。
在地球周围存在名为“范?艾伦辐射带”的空间区域 ， 它大致分成1500-5000公里和13000-20000公里的高度范围 ， 在空间天气扰动的时候还会向上、向下扩张 ， 这里有着能量非常高、密度也非常大的带电粒子 ， 对飞行在其中的飞行器伤害很大 。 特别的 ， 因为地磁场本身不是对称的 ， 在南大西洋上方（也就是俗称的“百慕大”附近）的地磁场形态导致这里的辐射带高度比较低 ， 在有扰动的时候可能只有1000公里高度左右 ， 空间站飞高了就很容易进入到辐射带当中 。
那如果让空间站飞几万公里高呢？地球朝向太阳正面的磁层在太阳活动强烈时也可能压缩到3万公里附近 ， 此时空间站也可能沐浴在太阳风的高能粒子当中 。
一旦发生这两种情况 ， 让空间站进入到高能粒子区域 ， 不仅对航天员的生命健康是巨大的威胁 ， 还会伤害仪器设备 。 因此 ， 空间站飞行在400公里高度附近是比较安全而合适的 。


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