大家好,我是给人类拍了首张宇宙全景图的哈勃太空望远镜,我真真的能到133亿光年以外的宇宙空间。如果我能飞得再远一点,我也能看得更远。但现实是,我真的飞得很低,不是我不想,实在是生我养我实在花费太高,地球母亲能力有限啊。人类若想深入的探索我所看到的宇宙,第一步就是要在比我更高的外太空来去自如。
下面我就从轨道空间高度结合地球大气层分布来认识一下地球的空间尺度。
哈勃:再说一遍,我真飞得很低
世人都知我望得远,却很少人知晓我其实飞得并不高,我飞行在高度600千米上下的椭圆轨道上。这个轨道高度属于所有绕地球卫星轨道中的近地轨道(低轨道),之上还有中轨道、高轨道。

即便是在近地轨道里,我也是属于比较低的,低到都没有飞出地球真正意义上的大气层。
接下来就结合我们卫星轨道以及地球大气层来看看地球的外部空间分布尺度。
地球的空间尺度
首先我们要有一个总体概念:
地球的绕地人造卫星轨道高度,大致可分为近地轨道(高度2000千米以下),中(高)轨道(2000~20000千米),高(高)轨道(高度20000千米以上)

地球的大气层分为对流层(10千米)、平流层(10-50千米)、中间层(50-85千米)、热层(85-800千米)和散逸层(800-3000千米)。

下面就从低到高认识地球的空间分布
对流层
我们日常的气象现象(风雨雷电等)均发生于这一层大气内,气流上下运动频繁且剧烈,不利于安全飞行,这一层内没有航天器卫星存在,连客机也尽量避开这个高度巡航。
其高度因纬度而不同,在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度10~12千米,极地8~9千米。

对流层是最接近地球表面的一层大气,也是大气的最下层,密度最大,所包含的空气质量几乎占整个大气质量的75%和90%以上的水汽质量。
平流层
其底部从对流层的顶部开始,极地离地面约8千米,低纬度离地约18千米,顶部高度离地约50千米。而臭氧层就位于这一层之中,浓度最大的部分高度约20-25千米。

由于此层风和日丽,大气上暖下凉,大气不对流,以平流运动为主,飞机在其中受力比较稳定。所以民航客机首先这层底部飞行。
中间层
从平流层顶到85公里高度,因臭氧含量低,同时太阳短波辐射已经大部分被更外层大气所吸收,气温随高度增加而递减,大气对流运动强烈。

热层(低轨道空间)
这一层大气自中间层顶部开始,顶部最高约800千米。热层的空气受太阳短波辐射而处于高度电离的状态。
国际航空联合会定义在100公里的高度为卡门线,为现行大气层和太空的界线定义。美国认定到达海拔80公里的人为太空人,在太空船重返地球的过程中,120公里是空气阻力开始发生作用的边界。

从这一层开始,集中了大量的人造地球卫星和航天器,包括我和国际空间站在内,高度在500-600千米。而大多的卫星集中在300-400千米的高度,比如中国的神州系列飞船。而100-200千米的高度受大气影响较大,寿命以天计算,多为侦查卫星。
散逸层(低、中、高轨道空间)
散逸层,又称"外层"、"逃逸层",自热层顶部开始,上部没有明显界限(也有2000-3000千米的划分),是地球大气层向星际空间过渡的空间,一般将被太阳短波辐射电离的电离层范围(距离地球表面1000千米)内定义地球的大气层,之外被认为是地球外太空。
但受地球磁场作用,1000千米以外的太空也有稀薄的大气,近磁赤道上空在向太阳一侧,甚至有9~10个地球半径高(约65000千米)。

地球:在这个高度范围内,都是我的"领空"。
星际空间
在地球"领空"外围就是星际空间,星际空间并不是什么都没有,也有各种宇宙射线、暗物质什么的。但环境却是比地球"领空"干净得多。探测宇宙的航天器在这个范围内没有地球方面的干扰,能更加清楚"看清"外面的世界。

所以人类要想认清真实的宇宙,首先得具备星际空间内常态化的宇宙探测器和宇航投送能力,而这之前得先在地球外太空来去自如,发射卫星、飞船犹如下饺子,载人航天器得像坐飞机一样容易,让更多的普通年轻人进入太空,这样不但能培养人类的太空思想意识、和太空身体素质。就好比足球运动,没有庞大的足球人口基数,就很难有顶尖的足球明星。
PS,现在的太空并不干净,充斥着大量的太空垃圾,要想飞船和卫星像汽车一样在太空频繁穿梭。必须要先具备,太空回收能力和垃圾打捞能力,比如说把我送回地面。
哈勃寄语
上一期,我携手眼镜哥带大家认识了浩瀚的宇宙尺度,本期又给大家介绍了我们地球母亲的空间尺度。
我们人类如若想更多的认知和探索宇宙,走向深空成为星际文明,首先得从征服地球的外太空开始,第一步就得在这个空间内来去自如。只有做到这一步,才有资格谈什么在月球建立永久基地,以及人类飞移民火星···
如今,而立之年的我,也即将退休,估计是看不到这一天了。
最后,我还有一个小小的心愿:希望在退休之后能重回地球母亲的怀里(坠入地球表面),而不是成为一堆太空垃圾。