空間站為什么只“飛”400公里高

空間站又稱太空站、航天站，是一種在近地軌道長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、可供多名航天員巡訪、長(zhǎng)期工作和生活的載人航天器。一般來(lái)說(shuō)，空間站大都在約400公里高度的軌道上運(yùn)行，比如，我國(guó)的天宮一號(hào)、天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，目前仍在軌運(yùn)行的國(guó)際空間站，以及我們開始建造的中國(guó)空間站。

空間站為什么只“飛”400公里高？

大家都知道，航天發(fā)射是非常昂貴的?？臻g站飛往更高的軌道需要消耗更多的能量，對(duì)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力是一個(gè)很大的考驗(yàn)。如果要把成噸的設(shè)備攜帶到較高的高度，一來(lái)沒有太大必要，二來(lái)成本也過于高昂。

實(shí)際上，大氣是隨著海拔增加而逐漸變薄的，太空和地球大氣層之間并沒有明確、清晰的邊界。國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)將100公里的高度定義為大氣層和太空的界線，即“卡門線”，卡門線之外的部分稱為太空。一般太空實(shí)驗(yàn)所需要的接近真空的環(huán)境、無(wú)云層遮擋的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)優(yōu)勢(shì)、近乎無(wú)重力的實(shí)驗(yàn)條件等，400公里高度都可以滿足。

這個(gè)高度設(shè)置，還考慮了航天員和空間站本身的安全問題。

在地球周圍有一個(gè)名為“范艾倫輻射帶”的空間區(qū)域，它大致分成1500～5000公里和1.3萬(wàn)～2萬(wàn)公里的高度范圍，在空間天氣擾動(dòng)的時(shí)候還會(huì)向上、向下擴(kuò)張。這一區(qū)域有能量非常高、密度也非常大的帶電粒子，對(duì)在其中飛行的飛行器傷害很大。值得注意的是，因?yàn)榈卮艌?chǎng)本身不是對(duì)稱的，在南大西洋上方的地磁場(chǎng)形態(tài)導(dǎo)致這里的輻射帶高度比較低，在有擾動(dòng)的時(shí)候可能只有1000公里高度左右，空間站飛高了就很容易進(jìn)入輻射帶，受到帶電粒子的傷害。

綜合考量發(fā)射成本、觀測(cè)需求，以及航天員的健康和飛行器、儀器設(shè)備的安全等因素，科學(xué)家把空間站飛行的高度，設(shè)定在400公里附近。