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科学家找到地球大气与太空边界

发布时间:2019-09-13 15:55:05

科学家找到地球大气与太空边界

据美国宇航局太空10道,经过不懈努力,科学家们最终精确测定出所谓的太空边界——地球大气层和外太空之间的边界的位置。这些科学家利用加拿大卡尔加里大学研发的一个新仪器,证实太空从距离地面73英里的地方开始。 由于关于太空边界的问题存在很多误解和错误的、自相矛盾的解释,因此这个问题一直让人非常困惑。刚开始的时候,宇航员在飞过50英里的高空时就认识自己已经飞到了天边。不过太空领域的很多人公认地球大气层和外太空之间的边界位于地面以上62英里的高度。科学家西奥多·冯·卡门在很久以前就下结论说,这个高度的大气非常稀薄,可以忽略不计,传统飞机在这个高度将无法飞行,因为它们的速度根本无法使其获得空气动力升力。制定航天标准的国际航空联合会(FAI)承认太空边界位于62英里高处。 然而美国从没正式采用一个固定的边界标准,因为据美国宇航局说,这会使人造卫星和其他轨道物体的飞越权(overflight right)变得更加复杂。美国宇航局任务控制中心把76英里作为重返大气层的高度(re-entry altitude),因为在这个高度,航天飞机会从借助助推器提供动力转向在空气表面自动飞行状态。其他人则指出,“现在进入太空”的边界应该位于1300万英里以外,因为地球重力在那里不再发挥作用。虽然宇航员在太空会出现失重状态,但是这种情况并不是由失去重力造成的,而是因为他们在轨道上所受的阻力达到了平衡。 在这项最新研究中,科学家利用被称作超热离子成像仪(Supra-Thermal Ion Imager)的新仪器跟踪地球大气里相对平静的风和太空中更加猛烈的带电粒子流(时速可超过600英里),发现了地球大气层和外太空之间的边界。能在这个区域收集数据非常重要,因为对于氢气球来说这里太高,对卫星来说它太低,因此要在这里进行测量相当困难。卡尔加里大学的项目科学家大卫·努森说:“这是迄今为止第二次测量这个区域的带电粒子流,第一次测量这里的成分,例如上层大气风。” “JOULE-II”火箭于2007年1月19日把这个仪器带入太空。它飞到距离海平面大约124英里的高空,它在飞过“太空边界”的5分钟时间里,不断收集数据。这项研究结果发表在4月7日的《地球物理学研究》杂志上,这些发现将对研究太空气象和它对地球的影响有所帮助。努森表示,这些数据“使我们能够计算出进入地球大气的能流,这或许对我们了解太空和我们的环境之间的互动有很大帮助。这意味着我们能更好地了解太阳黑子和地球气候变暖或变冷之间的联系,以及太空气象怎样对卫星、通讯、导航和供电系统产生影响”。


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