玩具熊遨游萬(wàn)米高空!看著高?沒(méi)進(jìn)太空!
來(lái)源:科普中國(guó)
作者:朱磊
發(fā)布時(shí)間:2023-11-06
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近幾天,幾名大學(xué)生用氫氣球?qū)⑼婢咝芩蜕?8000米高空的視頻刷爆全網(wǎng),很多網(wǎng)友不僅感嘆這是“理工生的優(yōu)雅浪漫”。點(diǎn)贊學(xué)子們的航天夢(mèng)之余,有一些網(wǎng)友則產(chǎn)生了一些質(zhì)疑,比如:玩具熊有沒(méi)有進(jìn)太空、會(huì)不會(huì)影響客機(jī)航線(xiàn)及正常飛行……


玩具熊被送上28000米的高空(來(lái)源:視頻截圖)


玩具熊上升的過(guò)程中有沒(méi)有可能影響客機(jī)航線(xiàn)正常飛行?

幾名大學(xué)生表示,遵守了所有規(guī)章制度,高度僅僅處于平流層,不是太空。


從地表向上,大氣層大致可分為對(duì)流層、平流層、中間層、增溫層(又稱(chēng)熱層)和外氣層(又稱(chēng)散逸層),其中平流層距離地面約10~50千米,因此,若該玩具熊飛升至28千米(28000米)高,的確抵達(dá)了平流層。


由于對(duì)流層存在天氣和氣流變化,民航客機(jī)為實(shí)現(xiàn)安全和省油的目的,巡航高度一般在10km左右,大致位于平流層底部。


從理論上來(lái)講,玩具熊上升過(guò)程中達(dá)到并越過(guò)了民航客機(jī)的巡航高度,可能會(huì)影響客機(jī)正常飛行??蜋C(jī)巡航速度可達(dá)每小時(shí)800km以上,如果撞上機(jī)身或發(fā)動(dòng)機(jī),會(huì)造成很大損傷,影響飛行安全。


我國(guó)于2022年頒布的《運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)管理辦法》中就規(guī)定,禁止在機(jī)場(chǎng)周?chē)?5公里范圍的凈空保護(hù)區(qū)域內(nèi)放飛影響飛行安全的無(wú)人駕駛的自由氣球、系留氣球和其他物體。


不過(guò),隨著我國(guó)通用航空產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,對(duì)空域尤其是1000米以下的低空空域逐步放開(kāi),相關(guān)審批手續(xù)也走向簡(jiǎn)化,在不影響航空飛行安全的空域開(kāi)展飛行活動(dòng)會(huì)更加方便。

此外,該生學(xué)校已發(fā)布聲明:已咨詢(xún)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)、航空管理局等相關(guān)機(jī)構(gòu),有專(zhuān)業(yè)人員指導(dǎo),學(xué)校已盡注意提醒義務(wù),請(qǐng)勿隨意模仿。


細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn),學(xué)生重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了玩具熊并沒(méi)有進(jìn)入太空,那么,從小對(duì)“太空”這個(gè)詞耳熟能詳?shù)哪阌袥](méi)有想過(guò),太空是從哪里開(kāi)始界定的呢?


太空是從多高開(kāi)始?有沒(méi)有明確的分界線(xiàn)?


太空是外太空的簡(jiǎn)稱(chēng),即外層空間(或宇宙空間),對(duì)地球而言,主要指地球大氣層之外的虛空區(qū)域。這一區(qū)域的物質(zhì)以等離子態(tài)氫為主,密度極低。

由于從大氣層向外層空間是逐漸過(guò)渡的,且對(duì)大氣層和外層空間的界定涉及各國(guó)領(lǐng)空及主權(quán)范圍,因此目前國(guó)際上尚無(wú)統(tǒng)一界定,沒(méi)有明確的分界線(xiàn)以區(qū)分大氣層和外層空間。


卡門(mén)線(xiàn)是一種相對(duì)接受范圍較廣的界定大氣層和外層空間的方法。


卡門(mén)線(xiàn)距地表約100km,該線(xiàn)以我國(guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森先生的導(dǎo)師馮·卡門(mén)的名字命名??ㄩT(mén)通過(guò)計(jì)算認(rèn)為,在距地表約100km以上,由于大氣過(guò)于稀薄,無(wú)法有效提供航空器飛行所需的升力。換言之,卡門(mén)線(xiàn)可視為航空飛行的最高極限界限,同時(shí)也是航天飛行的最低極限界限


大氣層及卡門(mén)線(xiàn)的位置,圖中高度數(shù)據(jù)是約數(shù),不同緯度也不盡相同(來(lái)源:Wikipedia)


飛行物是否能突破“卡門(mén)線(xiàn)”,有沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)則?

航天飛行均在卡門(mén)線(xiàn)之上,如我國(guó)的空間站軌道高度就在400km以上,遠(yuǎn)超卡門(mén)線(xiàn)。


卡門(mén)線(xiàn)以下為航空飛行,不過(guò)當(dāng)前飛機(jī)的飛行高度一般都在20km以下(部分太陽(yáng)能飛機(jī)可超過(guò)20km),不會(huì)越過(guò)平流層,遠(yuǎn)在卡門(mén)線(xiàn)。


從技術(shù)角度看,飛行器突破大氣層和外層空間的界線(xiàn)早已不是問(wèn)題。但由于該界線(xiàn)的劃定涉及主權(quán)問(wèn)題(通常認(rèn)為外層空間不屬于領(lǐng)空范圍),因而各國(guó)意見(jiàn)并不一致。


2005年環(huán)繞地球軌道的太空垃圾(來(lái)源:Wikipedia)


聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)曾頒布《關(guān)于各國(guó)探索和利用包括月球和其他天體在內(nèi)外層空間活動(dòng)的原則條約》(又稱(chēng)《外空條約》),該條約于1967年生效,是國(guó)際太空法律的基本框架,為外層空間和平利用提供了基本原則,我國(guó)于1983年加入該條約。條約規(guī)定,外層空間的探索和利用必須基于所有國(guó)家的利益進(jìn)行,任何國(guó)家不得將月球及其他天體據(jù)為己有或者宣示主權(quán)


作者:朱磊 南京航空航天大學(xué)航空宇航推進(jìn)理論與工程博士

審核:鄧曉濤 中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所 高級(jí)工程師

出品:科普中國(guó)

監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、中科數(shù)創(chuàng)(北京)數(shù)字傳媒有限公司


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