中國空間站為什麼不會掉下來? 軌道高度為什麼要定在400公里?

目前我國的

空間站

已經官宣，每天繞地球19圈，大約96分鐘繞一圈，每秒的速度為7。8公里左右，也就是2。8～2。9萬千米/小時，速度還是非常快的。

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很多人並不清楚，為什麼空間站要飛得這麼快，這是因為大多數的空間站都在距離地球400公里左右的高空，這個高度還是有一些稀薄的空氣，有空氣就有摩擦，如果不保持一定的速度，是會被地球的引力捕捉，墜毀在大氣層裡的。

其實空間站都要以這個速度在軌飛行，因為這個速度是第一宇宙速度，達不到這個速度會被地球“吸”回來，而超過這個速度，就會進入外

太空

。

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以目前的技術來說，空間站每天會掉下來70-120米左右…如果一直不修正軌道，大概3年左右就徹底墜落了…

太空軌道空間站通常工作在距地面400千米的高空。雖然已經高於100千米的卡門線，就是地球和太空的界限。 但是仍然處於極其稀薄的大氣和空氣阻力中。阻力會使空間站的軌道緩慢下降。

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如果沒有反推裝置以及燃料，最終就會墜入大氣層解體。

為了躲避這種事情的發生，同時還要躲避太空碎片的撞擊空間站，就必須不斷地消耗推進劑來維持或者變更，它的執行軌道。

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為什麼太空站沒有降落？

有一種叫做離心力的自然現象維持了太空站繞地球執行而不會掉下來，原理和月球繞地球運動不會掉下來一樣。

如果你去遊樂場坐過海盜船、過山車、旋轉飛機等專案就會體驗到離心力的作用，當你坐在旋轉飛機上時，旋轉得越快，你就越有被往外甩的感覺，那就是離心力。

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空間站是繞著地球轉的，它也有被往外甩的離心力，只不過經過人為控制繞行速度，讓它的離心力大小正好和重力平衡了，所以它既不會離開地球也不會掉下來。

離心力的大小是和它的繞行速度正相關的，速度越小離心力就越小。

太空中其實是有一些稀薄大氣在阻止它的執行的，太空站的速度會慢慢變小，離心力也會變小，如果不用燃料助推一下，它還是會慢慢掉下來的。

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事實上，空間站雖然位於太空中，但它仍會受到地球萬有引力的影響，而宇航員之所以能在太空中漂浮，是因為它的體積較小。

據統計，宇航員只要離地球幾百公里遠，就能基本不受重力的束縛，但此時並非重力消失，而是引力小得足以讓宇航員漂浮，而空間站的體積太大，就很難實現。

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而空間站基本上就算是以現在的科技也還是每天都會掉落100-150米左右，所以空間站需要定期調整軌道，所以每次運載飛船到達時，都會運送完材料，然後與載人飛船對接，此時基本上都會對空間站進行助推，從而使空間站能夠不斷調整軌道，從而達到不掉落的目的。

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同時，空間站之所以能夠持續運轉，也是因為在其外部安裝了一塊太陽能電磁板，空間站將繞地球轉一圈，也都是由於引力的作用，當空間站達到第一宇宙速度，即7。9公里/秒時，它將使離心力能抵消掉大部分引力，此時就形成了一圈。

假如它的速度低於7。9公里/秒，空間站就會落下，並透過大氣層落向地面，如果超過了第一宇宙速度，它就會脫離地球的引力，開始飄向太空。

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中國空間站的軌道高度為什麼要定在400公里？

在航空航天領域，有一條著名的分界線，叫做卡門線。卡門線將地球外層空間人為地劃分成兩個部分，距離地面100公里以內的空間稱為大氣層，距離地面100公里以外的空間稱為外太空。卡門線一直被國際航空聯合會所接受和承認。

按照卡門線的標準，空間站不能建在距離地球100公里以內，因為這個高度處於大氣層，不能稱之為外太空。

空間站如果距離地面太近，還會帶來一個問題。距離地面的高度越近，大氣層的空氣就越稠密，對空間站在軌飛行產生的阻力就越大。

而空間站想要保持住固定的高度，就必須消耗更多的燃料。據瞭解，國際空間站為了克服這個問題，每年需要額外消耗4噸火箭燃料。

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那麼這是否就意味著空間站距離地面越遠越好呢？

事實上，空間站距離地面太遠也有很多缺點，甚至更為嚴重。

一方面，從成本角度來講，空間站距離地面的高度越高，火箭發射時需要消耗的燃料就越多，後期往返空間站增加的成本更是呈指數級上升。

財大氣粗的美國尚且不敢這樣任性，其他國家就更不用考慮這種方式了。

而且，空間站的軌道高度距離地面太遠了也沒有實際意義。

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另一方面，從航天員和空間站裝置的安全形度考慮，空間站距離地面也不能太遠。在地球近層宇宙空間中有一個著名的高能粒子輻射帶，叫做範艾倫輻射帶。範艾倫輻射帶內的高能粒子對航天員、空間站、載人空間飛行器和人造衛星等都有一定的危害。

根據上面的分析，我們已經瞭解到，空間站既不能距離地面太近（下限是100公里），又不能距離地面太遠（上限是1500公里）。

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在上限和下限之間，綜合考量發射成本、運營維護成本、科學實驗需求、航天員身體健康和空間站裝置的安全等各種因素，科學家們把空間站的軌道高度定格在了距離地面400公里。國際空間站是這麼做的，中國空間站也是這麼做的。