大氣層中出現上千度高溫的熱層,為何太空飛行器穿過時不被燒毀?

2020-12-03 奇點使者

在地球的大氣層中,存在著一種距離地面800千米,溫度達到1000攝氏度高溫的氣層,被稱之為熱層,它位於中間層之上散逸層之下,大氣層的電離層這存在於熱層之中,而且極光現象也是在熱層的頂部發生的,因為電離層可以反射無線電波,所以近現代以來,熱層中的電離層,有被人類利用,幫助人類進行無線電通信。

熱層的溫度並不是固定的,一般也是根據高度的增加而進行增高的,所以,熱層中的溫度極限值為1000攝氏度,不過在相對較低的地方,溫度也只有幾百度甚至更低而已。在地球上,一般溫度高的地方,如果是晴朗的夜空中,人們會有機會看到非常美麗的極光,這些極光便是因為熱層的存在所產生的。

不過,很多人都好奇的是,既然熱層的溫度最高可以達到1000攝氏度,那麼為何太空飛行器在穿越大氣層的時候,不會在一瞬間被燒毀呢?比方說目前科學家們所發射的各類人造太空飛行器,最高的距離是距離地面1000公裡,這個範圍是完全存在於熱層之中的,不過,因為距離地面越遠,大氣層也就越稀薄,所以人造太空飛行器並不會受到傷害。

對於地球的大氣層來說,距離地面100公裡的位置,是大氣層最濃厚的地方,幫助我們隔離紫外線和各種宇宙輻射,當大氣層上升到100公裡之外的高空之中,便會伴隨著高度的提升,越來越稀薄,而且氣壓非常低,熱層所在的800公裡的地方,可以說基本上已經很接近真空的環境了。

對於大氣層來說,等距離地面超過200公裡,人造太空飛行器基本上就不會受到空氣阻力的影響了,所以太空飛行器的速度是非常快的,即使熱層的溫度非常高,不過因為沒有空氣阻力,所以空氣分子中的熱量根本就不會作用到太空飛行器身上。所以,太空飛行器在熱層中,不僅不會受到高溫的影響,而且太空飛行器的表面溫度,也是非常低的。此外,人造太空飛行器的材料也都是尖端高科技材料,本身就堅固耐熱、耐腐蝕、抗氧化,所以即使溫度再高,也不會受到影響。

近年來,伴隨著溫室效應的日益加劇,科學家們發現熱層中的二氧化碳含量也持續上升,在2012年的時候,人類排放的溫室氣體,影響範圍就已經波及到了大氣層的外圍。不過,因為熱層中二氧化碳的含量增多,熱層中的氣溫反而下降了,這是因為熱層中的大氣含量非常的及稀薄,二氧化碳根本沒有辦法在熱層引發溫室效應。

同樣,科學家們發現,因為二氧化碳對熱層造成的影響,近年來熱層的範圍已經開始萎縮,雖然目前尚不清楚熱層萎縮對於大氣層的影響,但是一些科學家認為,這已經足夠引起人們對於環境保護的重視了,否則當地球的溫室效應爆表,我們將徹底失去我們的家園!大家認為熱層未來是否會受影響?歡迎與我們分享你的觀點!

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    如今正是夏天季節,北半球各地高溫不斷,頻頻出現50攝氏度的高溫,就連北極圈附近都出現了30度的氣溫,地面的溫度已經很熱,段裡說越往大氣層的高處氣溫會越低,但是當到達地球上空100~800公裡的時候,那裡的溫度卻高達1000℃左右,是不是難以置信?
  • 大氣層有一大面積熱層,溫度達1726℃,太空飛行器穿過為何不毀?
    在大氣層中,有一處地方名為熱層,其位於散逸層之下,距離地面大約800千米。 此外第二個原因是,熱層的溫度雖然很高,但是由於距離地面越高,其大氣層就越加細稀薄,所以即使溫度再高,其也無法對太空飛行器造成過大的影響。
  • 地球大氣層中有高達1000度的高溫層,太空飛行器經過時為何沒被燒毀?
    ,頻頻出現50攝氏度的高溫,就連北極圈附近都出現了30度的氣溫,地面的溫度已經很熱,段裡說越往大氣層的高處氣溫會越低,但是當到達地球上空100~800公裡的時候,那裡的溫度卻高達1000℃左右,是不是難以置信?
  • 飛船同樣穿過大氣層,為何返回時會有高溫,而升空時沒有?
    飛船在穿過稠密的地球大氣層時,將會產生上千度的高溫,威脅飛船的安全。那麼,為什麼宇宙飛船要冒著燒毀的風險加速穿過地球大氣層?為什麼宇宙飛船不在太空中直接打開降落傘,然後慢慢降落回地球呢?速度過快,氣動熱效應過強,巨大的熱量會燒毀飛船。另一方面,飛船進入地球的角度也不能太小。否則飛船在飛向濃密的地球大氣層時,會被反彈回太空中,無法正常受控返回地球。
  • 地球大氣有個熱層,溫度高達千餘攝氏度,太空飛行器經過為啥沒燒毀
    我們都知道地球上地面附近的溫度較高,越往上空氣溫越冷,然而在地球大氣層中間層的上方卻有一個熱層存在,那裡的氣溫從內向外逐步上升,最高時甚至可達1250℃左右,但是這裡的溫度卻又能凍死人,這是怎麼回事呢?
  • 飛船返回地球時不能火箭減速嗎?為何要頂著燒毀風險穿過大氣層?
    但返回式衛星和載人宇宙飛船卻不行,要能上得去,也能下得來,因此在厚厚大氣層包裹的地球上,穿過危險的大氣層到達地面,就成了太空飛行器完成任務最後一道難關了,俗話說,上山容易下山難,我們今天來說說這難在哪裡。升力再入時太空飛行器會有優化的氣動與控制技術,在再入大氣層時將產生可控的升力,比如太空飛行器的軌道趨向於滑翔式軌道或者類似水漂跳躍式軌道,減緩下降過程中的過載,將氣動加熱的峰值分散到各個時間段,對太空飛行器的熱控峰值要求降低,但時間增加也是一個考驗
  • 都是穿過大氣層,為什麼飛船返回時會有高溫,而升空時卻沒有呢?
    人類在探索太空的過程中發生過不少的事故,甚至還有太空人因此而失去了寶貴的生命,例如在2003年2月1日,「哥倫比亞」號太空梭在返回大氣層時發生了解體,導致7位太空人無一生還。事故發生後,人們很快就找到了原因,那就是位於「哥倫比亞」號左側機翼前緣的隔熱瓦出現了一處破損,從而造成大量的高溫空氣從此處湧入太空梭。
  • 熱層大氣:天宮一號命運的幕後推手
    他們的數量仍然很龐大,每秒大約會有1020個氣體分子撞上高速運動中的太空飛行器,降低太空飛行器的運動速度從而影響它的軌道。天宮一號就是這樣被氣體分子給撞到地上來的。圖2 天宮一號在2016年結束任務之後的平均軌道高度變化圖實際上,熱層大氣對太空飛行器軌道影響的計算非常複雜,甚至於它在大學考試的考題中都從來沒有出現過。
  • 當宇宙飛船返回地球時,為何要不惜燃燒的代價來高速穿過大氣層?
    當宇宙飛船返回地球時,總是以極高的速度穿過大氣層,像流星一樣划過天際,直到快要接近地面的時候,才打開減速傘慢慢地降落。不得不說,雖然這種返回地球的方式很帥,但是卻存在著很大的風險,事實上也是如此,例如在2003年2月1日,「哥倫比亞」號太空梭就在以這種方式返回地球時因為高溫而解體。
  • 都是高速穿過大氣層,為何火箭返回時會高溫燃燒,升空時卻不會?
    在人類眾多的航天活動中,如果你仔細觀察,你會發現一個讓你費解的現象,那就是都是高速穿越地球大氣層,火箭升空穿越大氣層時不會燃燒,可是當火箭或宇宙飛船返回地面穿越大氣層的時候卻會劇烈的燃燒,是什麼原因造成這樣的差異呢?
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    實際上大氣中也存在高溫區域,這裡的溫度超過一千攝氏度,一般情況下地面上很多物體都無法承受這樣的溫度,但經過的太空飛行器卻沒有毀壞,這是為什麼呢?隨著全球氣候變暖的影響逐漸加劇,地球上很多地區在夏天還沒來到之前就已經出現了高溫天氣,等到夏天正式到來之後這些地區的人們就要接受更加高溫的考驗了。
  • 天宮一號「再入」大氣層進入倒計時 專家回應「砸落說」
    而根據粗略的估算,在流星雨爆發的時段,每小時約有1000~20000顆隕石落向地球,而普通人被200g以上的隕石砸中的概率是7億分之一;作為對比,普通人一生中被雷劈的可能性是1.2萬分之一。另外,太空飛行器有一定的落點,天宮一號墜入大氣層後就會燒毀,剩餘殘骸將落入指定海域,其大部分碎片在到達地面前已燒盡,不會到達地面。
  • 「地理乾貨」講述大氣層的五大分層及大氣層的作用
    1、對流層對流層是接近地球表面的一層大氣層,空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動,叫做「對流層」。其厚度大約為10至20千米,它的厚度不一,其厚度在地球兩極上空為8公裡,在赤道上空為17公裡,是大氣中最稠密的一層,總質量佔大氣層的四分之三還要多大氣中的水汽幾乎都集中於此,颳風、下雨、降雪等天氣現象都是發生在對流層內。
  • 既然木星是氣態行星,那麼人類發射的太空飛行器能不能直接穿過木星?
    行星是天體的一類,是指自身不發光,同時圍繞恆星做周期性公轉運動的天體,通常可以分為行星、矮行星和小行星。
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    我國首個目標飛行器天宮一號將再入大氣層燒毀。據中國載人航天工程辦公室介紹,截至3月25日,天宮一號目標飛行器運行在平均高度約216.2公裡的軌道上(近地點高度208.1公裡、遠地點高度224.3公裡),整器結構完整,即將再入大氣層燒毀。
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    天舟一號受控離軌——自毀全過程   9月22日18時左右,天舟一號貨運飛船完成空間實驗室階段的各項預定任務後,受控離軌再入大氣層,在南太平洋海域隕落燒毀。自1957年斯普特尼克一號衛星上天以來,地球軌道上充斥了大大小小的太空垃圾,它們主要由火箭末級和衛星飛船組成,對於小的太空垃圾,進入大氣層時會徹底燒毀,它們的危害只有航天專家們頭疼,不過對於大的太空垃圾,即使是軌道再入的高速也未必燒光,剩下的殘骸碎片落到地面,對於地面的人們真是無妄之災。
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