“航空”與“航天”，空天夢里的一對雙胞胎

編者按：同學們，想必大家都曾幻想過，像鳥兒一樣張開翅膀飛向藍天，或是穿上帥氣的宇航服探索浩瀚太空。我們的古人創造了諸如“女媧補天”“嫦娥奔月”等神話故事，體現了人類對太空的無盡向往。如今，中國自主研制的大飛機跨越大洲大洋，載人航天取得一系列重大突破，中國人在建設航空航天強國的道路上越走越遠，為人類探索宇宙、開發資源、改善生活等方面帶來了更多的可能性。從本期開始，國防科技大學的大哥哥、大姐姐將為大家介紹航空航天的小知識，和大家一起遨游神秘太空，向中國航空航天人致敬！

在探索天空和宇宙的歷程中，“航空”與“航天”是兩個經常被提及的術語。雖然在日常語境中它們可能會被交替使用，但實際上它們指的是兩個不同的領域。“航空”與“航天”有什么區別？藏著怎樣的奧秘？現在，我們就把這對空天夢里的雙胞胎介紹給大家。

航空：我住在大氣房子里

眾所周知，圓圓的地球外邊包裹了以空氣為主的“大氣層”。航空，是指在大氣層內所進行的飛行活動。大氣層就像地球的“外套”，這件外套可以根據大氣的性質分成對流層、平流層、中間層以及熱層等。大部分的民用航空飛行器，如無人機、直升機與民航客機以及部分軍用戰斗機，主要在距離海平面20公里以內的對流層與平流層下部飛行。

“分層”的飛行

對流層是這件“外套”的最里層，指從海平面到8～17公里高度的范圍。在低緯度地區，對流層頂部相對較高，高緯度地區則相反。它是云、雨、雪等天氣現象的主要發生層，空氣在這一層內運動比較“活躍”。我們乘坐飛機在上升或者下降階段發生顛簸現象也是對流層“活躍”的空氣造成的。

平流層，是指從對流層頂部向上延伸到距離海平面50～55公里高度的區域。在平流層內，空氣主要以水平流動為主，“情緒”十分穩定，因此天氣現象不明顯。我們乘坐的飛機大多在平流層下部（對流層頂部到距離海平面20公里左右）飛行，能夠保證飛行不受天氣條件影響，保持穩定的飛行姿態。因此，飛機上升穩定后能看到云層在我們的腳下，這個時候我們已經位于平流層內。

此外，研究員們將距離海平面20～ 100公里這一區域稱為“臨近空間”，它包括了平流層大部分及它往上的中間層和部分熱層等大氣區域。由于高度較高不易被敵方發現，而且具有飛行范圍廣和飛行速度變化范圍大等特點，臨近空間區域內飛行的航空飛行器有較大的軍事價值，可以用于偵察、監視及打擊等軍事行動。我們在2019年國慶閱兵時看到的東風-17導彈就是一種典型的臨近空間飛行器，它能夠保持超過十倍聲速的速度在臨近空間區域滑翔飛行，實現對敵人的快速打擊。另外，我們偶爾可以看到一只“胖胖的小飛機”在天空中緩慢移動，那很可能是平流層飛艇，它也是一種典型的臨近空間飛行器，它可以在距海平面20～50千米高空進行長時間飛行，主要用于氣象、通信等領域。

大氣與飛機之間的“力”

那么同學們肯定很好奇，既然飛機在大氣里飛行，大氣與飛機之間會發生什么作用呢？飛機的機翼是通過特殊設計的，很像小鳥的翅膀。細心的同學會發現，飛機在起飛時是“昂首挺胸”的，這個姿態可以通過機翼與氣流的作用產生升力，升力像一只大手托著飛機上升；而穩定巡航時，飛機恢復水平姿態，將不再爬升。飛機在飛行時，會受到空氣的“阻擋”，此時，就要利用飛機上的發動機“推”著它，讓飛機向前飛行。我們在設計航空飛行器的時候，就要考慮利用外形、結構設計來減小飛機受到的阻力，同時通過改進飛機機翼的形狀來提高升力性能。

航天：我住在太空別墅里

航天，是指在大氣層外進行的飛行活動，飛行高度通常在100千米以上，這個區域內幾乎不存在空氣。我們在新聞聯播中常看到的衛星、空間站、神舟飛船等均屬于航天領域范疇。

衛星的“大家庭”

我們外出游玩，常用的手機導航是“衛星”在其中起了重要作用。我國著名的北斗導航衛星就是由60顆不同的衛星組網而成，它能夠為我們的車輛運行提供精準的實時導航服務。而導航只是衛星的作用之一，衛星可以按照軌道特點分為不同類別。低軌衛星軌道高度在200～2000千米，它的運行周期比較短，一天能繞地球12～16次。由于軌道高度較低，低軌衛星能夠對地球表面形貌進行細致觀測。中軌衛星的軌道高度為2000～20000千米，軌道高度相較于低軌衛星高，能夠實現更寬范圍覆蓋。地球靜止軌道衛星是軌道高度固定為35786千米的衛星，它可以和地球同步旋轉。高于地球靜止軌道的衛星為高地球軌道衛星，能夠用來進行探測離我們很遠的星球。

空間站與深空探測

你在電視上看過宇航員在空間站演示的乒乓球懸浮實驗嗎？空間站是一種能在靠近地球的軌道上長期運行的航天飛行器，它為我們的航天員長期駐留太空開展太空實驗以及出艙活動等提供場所，是我們進行太空探索的基石。我們國家在建設使用的空間站是“天宮”空間站，它主要包括了天和核心艙，夢天、問天實驗艙及載人、貨運飛船。

深空探測也是航天活動的一個重要任務，其中最典型的就是對月球與火星的探測。太陽系是太陽與它的八顆行星及各行星的衛星所組成的星系。月球就是地球的一顆衛星，它擁有豐富的礦物資源，對未來能源開發具有重要意義。火星是太陽系中與地球最相似的行星，通過對火星的探測可以更好理解地球環境演化，揭示太陽系的起源。

看到這里，相信同學們對航空與航天有了新的認識，也學到了一些跟我國航空航天事業相關的知識。祝愿大家在今后的學習生涯中都有“欲上青天攬明月”的宏偉夢想！