|
在观赏跳伞运动的时候，我们会看到一旦跳伞运动员离开飞机，马上就会向地面迅速坠落，因此我们很容易会认为，如果宇航员不小心从空间站掉下来，也将发生同样的事，这个宇航员也会迅速地向地球表面坠落。但事实却并不是这样，这是因为飞机和空间站抵抗地球引力的方式存在着很大的不同。 飞机之所以能够呆在空中不掉下来，其基本原理就是飞机能够利用空气来产生上升力，由于跳伞运动员并不具备飞机的“本领”，因此当他离开飞机的时候，就会在地球引力的作用下迅速坠落。然而在空间站运行的高度，已经是接近真空的环境，所以空间站必须用另外的方式来不让自己掉下去。 牛顿曾经提出一个有趣的思想实验：在地球表面的一座高山上架上一门大炮，然后将若干炮弹以不同的速度平射出去，这时我们就会发现，炮弹的落地点与大炮的距离会随着速度的增加而越来越远，按照这样的思路，再辅以“地球是圆的”这个事实，我们很容易就可以推测出，当某颗炮弹的速度达到了某个值的时候，这颗炮弹就会绕着地球飞行，再也不会落回地面（注：由于这是思想实验，所以并没有考虑空气阻力等因素）。 时至今日，牛顿的这个推测早已得到证实，现在的空间站就是利用这个原理来抵抗地球的引力，事实上，空间站并不是我们想象中的那样在轨道上慢悠悠地运动，它的速度其实是相当快的，相关数据显示，正常运行状态下的空间站速度大约为每秒钟7.7公里。 那么如果宇航员不小心从空间站掉下来，会有什么后果呢？ 根据我们在初中学到的物理知识，从空间站掉下来的宇航员会因为惯性而保持与空间站一样的速度，这就意味着，这位宇航员会与空间站“并肩”在轨道上运动，所以他也具备空间站用以抵抗地球引力的“本领”，因此他并不会像想象中的那样迅速地向地球表面坠落。 然而毕竟这位宇航员是从空间站掉下来的，所以说他和空间站之间就会有一个或大或小的相对速度，所以说这种“并肩飞行”的状态并不会一直持续下去，而如果这位宇航员没有得到及时救援，或者没有完成自救（比如说把随身携带的物品用力扔出去，利用动量守恒的原理来获取反向的加速度），那么他迟早会与空间站渐行渐远，从而成为一颗围绕着地球运行的非常另类的“卫星”。不过这样的情形也不会持续多久，我们再来看看接下来又发生了又会发生什么事。 空间站通常都是运行在距离地面400公里的轨道上，虽然这里接近真空，但是仍然还存在着极为少量的物质。而因为在这种情况下的宇航员完全是靠着惯性来保持着高速，所以这些物质所制造的阻力将会慢慢地降低他的速度，随着速度的逐渐减小，这个宇航员运行的轨道也就会越来越低。 顺便讲一下，同样的原因也会造成空间站的运行轨道逐渐降低，因此所有的空间站都会时不时地利用自身的动力来修正一下自己的轨道，否则的话后果不堪设想。 需要注意的是，地球大气层的空气密度并非随着高度的增长而逐渐减小，其实大气层里超过98%的空气，都是集中在距离地面100公里的范围以内。 在进入这个范围之前，这个宇航员减速的幅度是非常小的，估计至少都要好几个月的时间，其运行轨道才会进入这个范围。在这段时间里，他会围绕着地球运动很多圈，平均下来大概每两小时就会经历一次昼夜的转换。 随着时间的推移，这个不小心从空间站掉下来的宇航员最终将会进入拥有稠密空气的大气层，在这个时候，大量的空气所产生的阻力将会极大地降低这个宇航员的轨道速度，与此同时，这些空气还会因为被这个宇航员的高速压缩而产生数千摄氏度的高温，从而将这个宇航员吞噬。 值得一提的是，所有的宇航员都是经过了严格的训练，当他们在空间站工作的时候，会非常认真地遵守空间站精心设置的安全操作规程，因此可以说，像“不小心从空间站掉下来”这种情况，虽然后果很严重，但其发生的概率实际上是非常非常低的。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见` |
|
|
