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如果宇航员从太空中跳下来:真是惨!

2017-03-11 00:06:00 怪罗天下 何楹 分享
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当谈及太空,大部分是基于假设的情况(除非另有说明)……现在假设一位宇航员正位于国际空间站上——距地球330至435公里 。如果这名宇航员从国际空间站上跳下来,会发生什么?

简短回答:宇航员将先围绕地球旋转,最终落向地球,在返回大气层的过程中被烧毁!

“高空”跳伞和太空跳伞之间的差异

1、高度

首先我们知道,太空跳伞完全不同于高空跳伞。在高空跳伞时,飞机飞行高度基本上不超过4.6公里。

但如果从国际空间站跳下,那么跳跃高度至少得30公里——国际空间站运行轨道的最低高度。

上图比较了常规的高空跳伞、Felix Baumgartner的“太空跳跃”(创造最高海拔自由落体的记录)、以及从国际空间站上跳下来。

可以看到,太空跳伞与高空跳伞的跳跃高度相差超过300公里,仅高度这一项就可以完美地把这两者区分开来。

2、跳伞速度

人们极易弄错的一件事是,认为国际空间站缓慢移动(有些人甚至认为它根本就不会坠落),停留在地球上空几百公里。 因此,很多人认为从国际空间站上跳下来不会出什么大问题。

然而,事实绝非如此。国际空间站肯定在运动,并以非常快的速度运动着。

国际空间站绕地飞行的平均速度为27,600千米/时(7.7千米/秒),速度快得惊人!要想知道这速度到底有多快,拿子弹做个比较就知道了。

国际空间站穿过整个足球场时,从足球场一端发射的子弹才行进9.1米。

很明显,高空跳伞时,飞机的飞行速度可没有这么快。

3、氧气

从3.65公里的标准高度跳伞,只需一分钟左右就会降落到地面,下落过程中也不需要补充氧气。

原因很简单,在这个高度的大气层足够厚,能为跳伞运动员提供充足的氧气。

但是,如果从国际空间站跳下,就不是这种情况了。国际空间站距离地球非常远,空气极其稀薄(接近真空),人根本无法呼吸。

Felix Baumgartner从3.9万米的高空跳下(这个高度仍然低于国际空间站的高度),下落过程中也需要补充氧气。

因此,从国际空间站上跳下时,需要携带大量氧气。

不过,人并不会直接坠落地球。

从国际空间站跳下来会怎样?

尽管讲了这么多内容,如果一宇航员仍然决定进行太空跳伞,可能结果会很糟糕。

假设太空跳伞者只是轻轻地从国际空间站的舱门口跃起(即跳下来时不受任何人为手段影响,如火箭的推动),由于惯性,他将以与国际空间站相同的速度绕地球旋转, 即每小时27,600公里。

不像常规高空跳伞那样,太空跳伞者不会立即坠落到地球上,这与国际空间站能绕地球运转的原因相一致:速度。

大多数人不能理解的是,国际空间站事实上一直有落到地球上的趋势,但它并不会真的撞到地面上。这是因为它的水平速度非常快,弯曲的地球表面可避免它落到上面。

打个比方,如果你站在地上往前仍出一个小球,那小球会向前飞一段距离再落到地上。可以看到,小球的水平速度越高,那它在落地之前飞行的距离也越远。

当小球的水平速度达到7.9千米/秒之时,由于地球是个球形,地面是弯曲的,小球就能避免落到地上,从而绕着地球旋转。

把国际空间站想象成这个小球,这样就能理解为什么国际空间站一直绕着地球飞行,而不会坠落下来。

所以,试想一下,太空跳伞者以这个速度跳出国际空间站,他会继续绕地球旋转,但运行轨道会稍微不用于国际空间站的运行轨道。

由于太空跳伞者身上并没有火箭等动力推动来使他继续在轨运动,他就会逐渐开始脱离轨道,慢慢接近地球。他有可能飘到卫星和其他物体的运行轨道中,并与之相撞。

对于发生这一切的重要前提是,这名太空跳伞者穿着特殊的宇航服,里面要配备充足的水、食物和氧气。

在很长时间之后(例如几个月),当这名太空跳伞者足够远离初始轨道时,他的轨道速度将呈指数下降,导致他以螺旋方式坠入地球,很有可能在返回大气层的过程中被烧毁。

责编:陶文冬