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  • 太空环境

    太空环境即宇航员飞离地球进入太空后的环境因素,一般伴随低重力现象,就是指该物体受到的地球吸引力远要小于正常的地球吸引力而导致的一种策略偏低的现象,这种现象一般会体现出该地层有小密度的物质出现。自宇宙大爆炸以后,随着宇宙的膨胀,温度不断降低,已成为高寒的环境,平均温度为-270.3℃, 在太空飞行的航天器,除遇到上述自然环境外,还有独特的诱导环境,即在太空环境作用下、航天器某些系统工作时所产生的环境。

    编辑摘要

    目录

    简介/太空环境 编辑

    太空环境太空环境
    在太空中,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成宇宙射线。

    如太阳有太阳电磁辐射,太阳宇宙线辐射和太阳风,太阳宇宙线辐射是太阳在发生耀斑爆发时向外发射的高能粒子,而太阳风则是由日冕吹出的高能等离子体流。许多天体都有磁场,磁场俘获上述高能带电粒子,形成辐射很强的辐射带,如在地球的上空,就有内外两个辐射带。由此可见,太空还是一个强辐射 。太空还是一个高真空,微重力环境。重力仅为百分之一到十万分之一g,而人在地面上感受 到的重力是1g。

    界限划定/太空环境 编辑

    物理学家将大气分为5层:对流层(海平面至10千米)、平流层(10~40千米)、中间层(40~80千米)、热成层(电离层,80~370千米)和外大气层(电离层,370千米以上)。地球上空的大气约有3/4在对流层内,97%在平流层以下,平流层的外缘是航空器依靠空气支持而飞行的最高限度。

    太空环境太空环境设计的大气层
    某些高空火箭可进入中间层。人造卫星的最低轨道在热成层内,其空气密度为地球表面的1%。在1.6万千米高度空气继续 存在,甚至在10万千米高度仍有空气粒子。从严格的科学观点来说,空气空间和外层空间没有明确的界限,而是逐渐融合的。联合国和平利用外层空间委员会科学和技术小组委员会指出,目前还不可能提出确切和持久的科学标准来划分外层空间和空气空间的界限。近年来,趋向于以人造卫星离地面的最低高度(100~110)千米为外层空间的最低界限。

    环境特点/太空环境 编辑

    虽然随后有恒星向外辐射热能,但恒星的数量是有限的,而且其寿命也是有限的,所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。经过100多亿年的历程,太空已经成为高寒的环境。对宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射)的研究证明,太空的平均温度为-270.3℃。在太空中,不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射,各种天体也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成琮宙射线。例如,

    太空环境地球和太阳间的太空环境
    银河系有银河宇宙线辐射,及阳有太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射(太阳耀班爆发时向外发射的高能粒子)和太阳风(由太阳日冕吹出的高能等离子体流等。许多天体都有磁场,磁场俘获上述高能带电粒子,形成辐射性很强的辐射带,如在地球的上空,就有内外两个辐射带。由此可见,太空还是一个强辐射环境。宇宙大爆炸后,在宇宙中形成氢和氦两种元素,其中氢占3/4,氦占1/4。后来它们大多数逐渐凝聚成团,形成星系和恒星。恒星中心的氢和氦递次发生核聚变,生成 等较重的元素。在恒星死亡时,剩下的大部分氢和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氢,但非常稀薄,每立方厘米只有0.1个氢原子,在星际分子区中稍多一些,每立方厘米约1万个左右。我们知道,在地球大气层中,每立方厘米含有1010个氮和氧分子。由此可见,太空是一个高真空环境。太空环境除有超低温强辐射高真空 等特点外,还有高速运动的尘埃、微流星体和流动星体。它个具有极大的动能,1毫克的微流星体可以穿透3毫米厚的铝板。

    对比天体环境/太空环境 编辑

    随着航天事业的发展,在太空中废弃的人造地球卫星等航天器也逐渐增多,还有进入轨道的上面级火箭。它们有的被人为遥控炸毁,有的自行分裂成碎片。这些碎片将在一定的时间内继续绕地球飞行,在太空形成新的环境特点,即“太空垃圾”。太空垃圾的运行速度也较高,对使用中的航天器造成撞击威胁。

    地球之外各天体上的环境,不像太空空间环境那样千篇一律。就太阳系来说,各行星、卫星上环境也很不相同。它们有的没有大气(如水星月球),有的有稀薄的大气如火星),有的有浓密的大气(如金星、木星),而大气的成份也各不相同,如金星大气主要是二氧化碳,木星大气主要是氢,有的有磁场,有的有固体表面(如水星金星火星月球 ),有的没有固体表面(如木星天王星海王星 ),有的表面温度很高(如金星高达470℃),有的表面温度极低(如冥王星最低达-253℃),彗星则完全是尘埃冰块组成的,如此等等。需要对具体天体,具体分析。

    对比航天器环境/太空环境 编辑

    极端温度环境。航天器在太空真空中飞行,由于没有空气传热和散热,受阳光直接照射的一面,可产生高达100℃以上的高温。而背阴的一面,温度则可低至-100℃~-200℃。高温、强振动和超重环境。航天器在起飞和返回时,运载火箭和反推火箭等点火和熄火时,会产生剧烈的振动。航天器重返大气层时,高速在稠密大气层中穿行,与空气分子剧烈摩擦,

    太空环境太空环境
    使航天器表面温度高达 1000℃左右。航天器加速上升和减速返回时,正、负加速度会使航天器上的一切物体产生巨大的超重。超重以地球重力平均加速度 (其符号为"g",g约为9.8米/平方秒)的倍数来表示。载人航天器上升时的最大超重达8g,返回时达10g,卫星返回时的超重更大些。失重和微重力环境。航天器在太空轨道上作惯性运动时,地球或其他天体对它的引力(重力)正好被它的离心力所抵消,在它的质心处重力为零,即零重力,那里为失重环境。而质心以外的航天器上的环境,则是微重力环境,那里的重力非常 低微。失重和微重力环境是航天器上最为宝贵的独特环境。在失重和微重力环境中,气体和液体中的对流现象消失,浮力消失,不同密度引起的组分分离和沉浮现象消失,流体的静压力消失,液体仅由表面张力约束,润湿和毛细现象加剧等等。总之,它造成了物质一系列不可捉摸的物理特性变化,提供了一种极端的物理条件。利用这些地面上难得的环境条件,可进行许多地面上难以进行的科学实验,生产地面上难以生产的特殊材料、昂贵药品和工业产品等。

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