科學家找到地球大氣與太空邊界 | 陽光歷史

 

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科學家找到地球大氣與太空邊界

2017年05月10日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 151 次

據美國宇航局太空網10日報道,經過不懈努力,科學家們最終精確測定出所謂的太空邊界——地球大氣層和外太空之間的邊界的位置。這些科學家利用加拿大卡爾加裡大學研發的一個新儀器,證實太空從距離地面73英里的地方開始。

  由於關於太空邊界的問題存在很多誤解和錯誤的、自相矛盾的解釋,因此這個問題一直讓人非常困惑。剛開始的時候,宇航員在飛過50英里的高空時就認識自己已經飛到了天邊。不過太空領域的很多人公認地球大氣層和外太空之間的邊界位於地面以上62英里的高度。科學家西奧多·馮·卡門在很久以前就下結論說,這個高度的大氣非常稀薄,可以忽略不計,傳統飛機在這個高度將無法飛行,因為它們的速度根本無法使其獲得空氣動力升力。制定航天標準的國際航空聯合會(FAI)承認太空邊界位於62英里高處。


  然而美國從沒正式採用一個固定的邊界標準,因為據美國宇航局說,這會使人造衛星和其他軌道物體的飛越權(overflight right)變得更加複雜。美國宇航局任務控制中心把76英里作為重返大氣層的高度(re-entry altitude),因為在這個高度,航天飛機會從借助助推器提供動力轉向在空氣表面自動飛行狀態。其他人則指出,「現在進入太空」的邊界應該位於1300萬英里以外,因為地球重力在那裡不再發揮作用。雖然宇航員在太空會出現失重狀態,但是這種情況並不是由失去重力造成的,而是因為他們在軌道上所受的阻力達到了平衡。


  在這項最新研究中,科學家利用被稱作超熱離子成像儀(Supra-Thermal Ion Imager)的新儀器跟蹤地球大氣裡相對平靜的風和太空中更加猛烈的帶電粒子流(時速可超過600英里),發現了地球大氣層和外太空之間的邊界。能在這個區域收集數據非常重要,因為對於氫氣球來說這裡太高,對衛星來說它太低,因此要在這裡進行測量相當困難。卡爾加裡大學的項目科學家大衛·努森說:「這是迄今為止第二次測量這個區域的帶電粒子流,第一次測量這裡的成分,例如上層大氣風。」


  「JOULE-II」火箭於2007年1月19日把這個儀器帶入太空。它飛到距離海平面大約124英里的高空,它在飛過「太空邊界」的5分鐘時間裡,不斷收集數據。這項研究結果發表在4月7日的《地球物理學研究》雜誌上,這些發現將對研究太空氣象和它對地球的影響有所幫助。努森表示,這些數據「使我們能夠計算出進入地球大氣的能流,這或許對我們瞭解太空和我們的環境之間的互動有很大幫助。這意味著我們能更好地瞭解太陽黑子和地球氣候變暖或變冷之間的聯繫,以及太空氣象怎樣對衛星、通訊、導航和供電系統產生影響」。


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