當談及太空, 大部分是基於假設的情況(除非另有說明)……現在假設一位宇航員正位於國際空間站上——距地球330至435公里 。 如果這名宇航員從國際空間站上跳下來, 會發生什麼?
簡短回答:宇航員將先圍繞地球旋轉, 最
終落向地球, 在返回大氣層的過程中被燒毀!
“高空”跳傘和太空跳傘之間的差異
1. 高度
首先我們知道, 太空跳傘完全不同於高空跳傘。 在高空跳傘時, 飛機飛行高度基本上不超過4.6公里。 但如果從國際空間站跳下, 那麼跳躍高度至少得 330公里——國際空間站運行軌道的最低高度。
上圖比較了常規的高空跳傘、Felix Baumgartner的“太空跳躍”(創造最高海拔自由落體的記錄)、以及從國際空間站上跳下來。 可以看到, 太空跳傘與高空跳傘的跳躍高度相差超過300公里, 僅高度這一項就可以完美地把這兩者區分開來。
2. 跳傘速度
人們極易弄錯的一件事是, 認為國際空間站緩慢移動(有些人甚至認為它根本就不會墜落), 停留在地球上空幾百公里。 因此, 很多人認為從國際空間站上跳下來不會出什麼大問題。
然而, 事實絕非如此。 國際空間站肯定在運動, 並以非常快的速度運動著。 國際空間站繞地飛行的平均速度為27,600千米/時(7.7千米/秒),
3. 氧氣
從3.65公里的標準高度跳傘, 只需一分鐘左右就會降落到地面,
原因很簡單, 在這個高度的大氣層足夠厚, 能為跳傘運動員提供充足的氧氣。 但是, 如果從國際空間站跳下, 就不是這種情況了。 國際空間站距離地球非常遠, 空氣極其稀薄(接近真空), 人根本無法呼吸。
Felix Baumgartner從3.9萬米的高空跳下(這個高度仍然低於國際空間站的高度), 下落過程中也需要補充氧氣。
因此, 從國際空間站上跳下時, 需要攜帶大量氧氣。 不過, 人並不會直接墜落地球。
從國際空間站跳下來會怎樣?
儘管講了這麼多內容, 如果一宇航員仍然決定進行太空跳傘, 可能結果會很糟糕。
假設太空跳傘者只是輕輕地從國際空間站的艙門口躍起(即跳下來時不受任何人為手段影響, 如火箭的推動), 由於慣性, 他將以與國際空間站相同的速度繞地球旋轉, 即每小時27,600公里。
不像常規高空跳傘那樣, 太空跳傘者不會立即墜落到地球上, 這與國際空間站能繞地球運轉的原因相一致:速度。
大多數人不能理解的是, 國際空間站事實上一直有落到地球上的趨勢, 但它並不會真的撞到地面上。這是因為它的水準速度非常快,彎曲的地球表面可避免它落到上面。
打個比方,如果你站在地上往前仍出一個小球,那小球會向前飛一段距離再落到地上。可以看到,小球的水準速度越高,那它在落地之前飛行的距離也越遠。當小球的水準速度達到7.9千米/秒之時,由於地球是個球形,地面是彎曲的,小球就能避免落到地上,從而繞著地球旋轉。把國際空間站想像成這個小球,這樣就能理解為什麼國際空間站一直繞著地球飛行,而不會墜落下來。
所以,試想一下,太空跳傘者以這個速度跳出國際空間站,他會繼續繞地球旋轉,但運行軌道會稍微不用於國際空間站的運行軌道。
由於太空跳傘者身上並沒有火箭等動力推動來使他繼續在軌運動,他就會逐漸開始脫離軌道,慢慢接近地球。他有可能飄到衛星和其他物體的運行軌道中,並與之相撞。
對於發生這一切的重要前提是,這名太空跳傘者穿著特殊的宇航服,裡面要配備充足的水、食物和氧氣。在很長時間之後(例如幾個月),當這名太空跳傘者足夠遠離初始軌道時,他的軌道速度將呈指數下降,導致他以螺旋方式墜入地球,很有可能在返回大氣層的過程中被燒毀。因此,太空跳傘的風險顯而易見!
但它並不會真的撞到地面上。這是因為它的水準速度非常快,彎曲的地球表面可避免它落到上面。打個比方,如果你站在地上往前仍出一個小球,那小球會向前飛一段距離再落到地上。可以看到,小球的水準速度越高,那它在落地之前飛行的距離也越遠。當小球的水準速度達到7.9千米/秒之時,由於地球是個球形,地面是彎曲的,小球就能避免落到地上,從而繞著地球旋轉。把國際空間站想像成這個小球,這樣就能理解為什麼國際空間站一直繞著地球飛行,而不會墜落下來。
所以,試想一下,太空跳傘者以這個速度跳出國際空間站,他會繼續繞地球旋轉,但運行軌道會稍微不用於國際空間站的運行軌道。
由於太空跳傘者身上並沒有火箭等動力推動來使他繼續在軌運動,他就會逐漸開始脫離軌道,慢慢接近地球。他有可能飄到衛星和其他物體的運行軌道中,並與之相撞。
對於發生這一切的重要前提是,這名太空跳傘者穿著特殊的宇航服,裡面要配備充足的水、食物和氧氣。在很長時間之後(例如幾個月),當這名太空跳傘者足夠遠離初始軌道時,他的軌道速度將呈指數下降,導致他以螺旋方式墜入地球,很有可能在返回大氣層的過程中被燒毀。因此,太空跳傘的風險顯而易見!