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”。點贊學(xué)子們的航天夢之余,有一些網(wǎng)友則產(chǎn)生了一些質(zhì)疑,比如:玩具熊有沒有進(jìn)太空、會不會影響客機(jī)航線及正常飛行……
玩具熊被送上28000米的高空(來源:視頻截圖)
玩具熊上升的過程中有沒有可能影響客機(jī)航線及正常飛行?
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流層、平流層、中間層、增溫層(又稱熱層)和外氣層(又稱散逸層),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,的確是抵達(dá)了平流層。
由于對流層存在天氣和氣流變化,民航客機(jī)為實現(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。
從理論上來講,玩具熊上升過程中達(dá)到并越過了民航客機(jī)的巡航高度,可能會影響客機(jī)正常飛行??蜋C(jī)巡航速度可達(dá)每小時800km以上,如果撞上機(jī)身或發(fā)動機(jī),會造成很大損傷,影響飛行安全。
我國于2022年頒布的《運輸機(jī)場凈空保護(hù)管理辦法》中就規(guī)定,禁止在機(jī)場周圍55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人駕駛的自由氣球、系留氣球和其他物體。
不過,隨著我國通用航空產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,對空域尤其是1000米以下的低空空域逐步放開,相關(guān)審批手續(xù)也走向簡化,在不影響航空飛行安全的空域開展飛行活動會更加方便。
此外,該生學(xué)校已發(fā)布聲明:已咨詢當(dāng)?shù)貧庀蟛块T、航空管理局等相關(guān)機(jī)構(gòu),有專業(yè)人員指導(dǎo),學(xué)校已盡注意提醒義務(wù),請勿隨意模仿。
細(xì)心的朋友會發(fā)現(xiàn),學(xué)生重點強(qiáng)調(diào)了玩具熊并沒有進(jìn)入太空,那么,從小對“太空”這個詞耳熟能詳?shù)哪阌袥]有想過,太空是從哪里開始界定的呢?
太空是從多高開始?有沒有明確的分界線?
太空是外太空的簡稱,即外層空間(或宇宙空間),對地球而言,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渡的,且對大氣層和外層空間的界定涉及各國領(lǐng)空及主權(quán)范圍,因此目前國際上尚無統(tǒng)一界定,沒有明確的分界線以區(qū)分大氣層和外層空間。
卡門線是一種相對接受范圍較廣的界定大氣層和外層空間的方法。
卡門線距地表約100km,該線以我國著名科學(xué)家錢學(xué)森先生的導(dǎo)師馮·卡門的名字命名。卡門通過計算認(rèn)為,在距地表約100km以上,由于大氣過于稀薄,無法有效提供航空器飛行所需的升力。換言之,卡門線可視為航空飛行的最高極限界限,同時也是航天飛行的最低極限界限。
大氣層及卡門線的位置,圖中高度數(shù)據(jù)是約數(shù),不同緯度也不盡相同(來源:Wikipedia)
飛行物是否能突破“卡門線”,有沒有相應(yīng)的規(guī)則?
航天飛行均在卡門線之上,如我國的空間站軌道高度就在400km以上,遠(yuǎn)超卡門線。
卡門線以下為航空飛行,不過當(dāng)前飛機(jī)的飛行高度一般都在20km以下(部分太陽能飛機(jī)可超過20km),不會越過平流層,遠(yuǎn)在卡門線之下。
從技術(shù)角度看,飛行器突破大氣層和外層空間的界線早已不是問題。但由于該界線的劃定涉及主權(quán)問題(通常認(rèn)為外層空間不屬于領(lǐng)空范圍),因而各國意見并不一致。
2005年環(huán)繞地球軌道的太空垃圾(來源:Wikipedia)
聯(lián)合國和平利用外層空間委員會曾頒布《關(guān)于各國探索和利用包括月球和其他天體在內(nèi)外層空間活動的原則條約》(又稱《外空條約》),該條約于1967年生效,是國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,我國于1983年加入該條約。該條約規(guī)定,外層空間的探索和利用必須基于所有國家的利益進(jìn)行,任何國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 中國航發(fā)湖南動力機(jī)械研究所 高級工程師
出品:科普中國
監(jiān)制:中國科學(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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