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這裡需要強調一下“太空”的具體含義,如果是指航天意義上的太空,距離地面高度400公里左右,你是回不到地面的。
而世界上最高的跳傘紀錄只有不到4萬米,這樣的高度在很多人眼裡也可稱為“太空”,所以實力操作中這樣的的太空是可以回到地面的!
400公里高的天空基本上等於真空狀態,由於幾乎沒有空氣,降落傘當然就毫無意義,打開後也不能展開!
還有一點,在真空中狀態的你,必須有層層的保護設備,比如防寒的(溫度會低至零下一百度),呼吸用的氧氣,防宇宙射線輻射的,都要一應俱全,否則不要說跳傘了,你立馬會斃命在太空中!
但是即使有很好的保護設備,你也回不到地面!在我們的印象中,往地球跳應該往下落,但由於在400公里的太空中,你的飛行速度很快,不會落向地面,而是會像衛星一樣圍繞著地球旋轉!
同時由於太空中並非絕對真空,在旋轉的過程中由於摩擦你的速度會慢慢降低,降低到一定程度,速度不足以讓你圍繞地球旋轉,你會逐漸落入大氣層。
之後你就會像很多隕石落入大氣層一樣,速度之快以至於降落傘根本不起作用,巨大的摩擦力產生的高溫會讓你很快化為灰燼,成為大氣的一部分!
宇宙探索
這個要看你對於太空的定義,和你的初始狀態了。目前普遍認為距離地面100公里的高度就算太空了,雖然這裡還有非常稀薄的大氣。這個高度依據是衛星可以在這個高度短暫環繞地球,高度再低,比如90公里,可能一圈都轉不完就被減速進入大氣了。
人類最高的跳傘記錄好像是40多公里的高度。這個高度上天空基本上已經是黑色,能明顯看出地球的弧度了。從這裡跳下,人會達到音速以上,然後打開降落傘還可以安全落地。
這個狀態,人初始速度是從零開始的。如果這個氣球用某種手段上升到100公里,初始速度還是零。然後開始下落,下落一分鐘,人你的速度就接近600米每秒。這時距離地面可能還剩八十幾公里,空氣密度就不可忽略了。這是可能需要必要的減速措施了,再不減速空氣來不及躲開,臉上的空氣被壓縮,溫度會升高,卒。
而航天器比這個速度快的多,因為人家初始狀態不僅僅是在這個高度,還有環繞地球的速度。在軌航天器再入,接觸大氣層的時候,最理想的低速也是7.9公里每秒左右,除非自己帶火箭提前減速,目前還沒這樣的技術。前面的空氣更躲不開,飛船表面升溫,進入黑障,通信都會中斷。
日本曾經做過幾年這樣的實驗研究,從空間站上往地球扔紙飛機。雖然大部分理論都是在地面和理論上研究的。這些成果可能對今後航天器或者武器再入大氣層有所幫助。
蛋科夫斯基
如果是從太空邊緣跳下,是可以回到地球表面的。
事實上也有人曾經冒著生命的危險做到過,而且不止一個。
但是第一個做到的人永遠是驕傲。
58年前,一名叫Joseph的美國空軍上校接到任務,要讓他從
距離地球表面31000米的地方(平流層)跳傘,事實上,這也是這位上校自願接受的任務。他不忘使命,成功的安全落地,創造了當時的世界紀錄,被大家稱為“平流層跳傘之父”
然而在他之後的52年裡,一直沒能有人打破Joseph的記錄,直到一個“Born to fly”的年輕人Felix出現。
圖:Felix和Joseph的合照
Felix在前輩的基礎上,突破了人類的極限,創造了新的世界紀錄。
他在距離地球表面39045米處的地方自由落體,這一高度基本是普通民航客機飛行高度的5倍,可以說已經是在太空邊緣了!
Felix自由落體的速度最快達到了1357.64千米/小時,換算也就是377.12米/秒。
比聲音的傳播速度都要快!他就相當於是一架人形的超音速戰鬥機在衝向地球。
在太空邊緣最恐怖地方的不是高度,而是一些細微的小事都有可能導致他死亡。例如內臟破裂,眼球凸出,缺氧等等。
關於阿姆斯特朗界線
通常指在高海拔18,900-19,350米以上,由於氣壓非常低,水的沸點會降低,降低到人體的正常溫度37℃沸騰。它得名於美國,德克薩斯州的美國空軍航天醫學系哈里.喬治.阿姆斯特朗。當高度超過63,000英尺時,水的沸點因低壓而降低至37℃,在沒有壓力衣服的保護下,位於駕駛艙機組人員因失壓導致體內的水份會因體溫而蒸發,損害肌肉組織和堵塞血液運行。(來自百度百科)
事實上,在他跳下的過程中,的的確確也出現過一個小問題,卻險些要了他的命。不過萬幸的是,他還是安全落下了。
Felix,他一開始也僅僅是一個極限運動愛好者,無法和專業的飛行員相比。為了這一跳,他整整準備了四年,不間斷的各項訓練也曾讓這個普通人遭受了諸多苦難,還一度讓他患上了幽閉恐懼症。
但是,當他站在太空邊緣的那一刻,所有遭受過的痛苦都不堪一提。
“Our godness will take care of you.” 隨著Joseph通過無線電對他說到
Felix張開雙手,跳出了他的“信仰之躍”
當他回到地球,激動的他跪在地上,說要擁抱這裡的一切。落地那一刻的心情,除了激動,各種複雜的情緒湧入心頭,不知道如何表達的他,選擇擁抱大地。
Felix:
“當我還是小孩子的時候我經常做同一個夢長大後我每個月還是會夢到2、3次我走到了街上,然後我跑著跑著就飛起來了我和朋友們提到這個,他們總覺得我故弄玄虛我就跟他們說,你們等著瞧
SME科技故事
如果題中的太空指的是航天航空意義上的太空,那麼穿過大氣層時因為速度產生的高溫就是一個需要花費不少時間去解決的問題,暫時無法實現。
網絡上流傳著不少“太空”跳傘的視頻,那又是怎麼一回事呢?
首先我們回顧一下迄今為止成功的三次“太空跳傘”。
第一次太空跳傘
完成人:美國前空軍上校喬·基廷格
完成時間:1960年的8月16日
跳傘高度:31300米
他先是乘坐氦氣球到達31300米的高空,然後直接跳下,經歷了大概4分鐘的自由落體運動。離地面大約5公里時打開了降落傘。全程花費13分45秒,這個高度的記錄一直保持到2012年。不過在他乘坐氦氣球上升時,右手套加壓設備出現了問題,手指腫脹到兩倍大。
第二次太空跳傘
完成人: 奧地利人鮑姆加特納
完成時間:2012年10月14日
跳傘高度:39100米
在完成此次跳傘之前,他曾經試跳過兩次,高度分別是21818米和29460米。10月14日,他正式從39100米的高空跳下。在空中他經歷了5分30多秒的自由落體,期間最快速度達到了1342公里/小時,甚至超過了音速。
第三次太空跳傘
完成人:前谷歌副總裁尤斯塔斯
完成時間:2014年10月24日
跳傘高度:41425米
這是一次全程搭載GoPro的太空跳傘,這一舉動,使人們能夠以第一視角感受4萬米高空跳傘。這次跳傘的自由落體時間達到了10分鐘,時速最高時為1610公里/小時,地面觀測人員也同樣觀測到了音爆。
那麼接下來,我們要來瞭解一下太空的定義:太空是指地球大氣層以外的宇宙空間,大氣層空間以外的整個空間。物理學家將大氣分為5層:對流層(海平面至9千米)、平流層(9~45千米)、中間層(45~80千米)、熱成層(電離層,80~400千米)和外大氣層(電離層,400千米以上)。而這三次跳傘的高度大概在三萬-四萬米,還屬於比較低的平流層,遠遠夠不上成為太空的標準。正巧避過了較難克服的高溫問題,也還遠遠算不上太空跳傘。
但是為什麼一般都稱這幾次次跳傘為太空跳傘呢,是
因為這幾次跳傘的環境都比較惡劣,接近人體承受極限,低溫,缺氧,失壓,稍有不慎就會出現生命危險。附上跳傘的實況視頻,大家可以自己感受一下。
https://www.bilibili.com/video/av3737365/?from=search&seid=7321103818967742777
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首先,如果想讓這個從太空中跳下來的人在一開始保住性命,他需要穿著能夠維持生命的宇航服,因為太空幾乎為真空,並且被太陽照射到的部分溫度可以上升到一百多度,而太陽照不到的部分溫度會降低到零下一百多度。此外,太空中還有危險的太空輻射,所以穿宇航服是必須的。國際公認的太空最低高度為100千米,這個高度被稱作卡門線,在其之上算作太空。目前,只有火箭才能把人類送上太空,宇航員乘坐太空飛船的飛行高度一般在400千米左右,在此高度上的軌道速度大約為7.7千米/秒。
假如有名宇航員從400千米高的太空飛船上跳下來,那麼,他並不會豎直墜向地球表面,這是因為宇航員擁有一個7.7千米/秒的軌道速度。在慣性的作用下,宇航員將會繼續環繞地球運動。由於宇航員所在的位置並非完全真空,所以隨著空氣的摩擦作用,宇航員的軌道將會逐漸降低。直到一段時間之後,當宇航員開始進入稠密的大氣層時,由於強烈的摩擦作用,將導致宇航員外表的溫度迅速上升到一千多度,無論是否打開降落傘,整個人都會被燒燬。因此,太空跳傘的後果就是化作一團火球,直接在大氣中完全燒盡,根本無法回到地球表面。
同樣的道理,太空飛船的返回艙返回地面時也需要面對高溫。為此,返回艙的外表覆蓋著燒蝕材料,在與空氣摩擦過程中,這些材料會被燒燬並帶走大量的熱,從而使返回艙不至於被燒燬。當返回艙經過大氣的充分減速之後,降落傘才會打開,最終以平穩的速度降落到地面上。如果宇航員能夠靠著降落傘自行從太空返回地面,那還要返回艙幹啥?
火星一號
問題的答案很明顯,並不能成功返回地球。這是為什麼呢?我們慢慢分析這個問題。首先要考慮的是所處的環境,太空中的和我們現在所處的環境相差特別大,太空中的重力相比地球表面特別小,所以說在太空往地球跳是超級危險的,並不會向想象中的那樣朝著地球過去,而是會漂浮在太空中,一直留在太空,有自己的運行軌道,永遠留在太空。
假如有足夠的動力能讓你脫離自己的軌道,朝著地球飛去,那麼也是不可能回到地球上的,為什麼呢?第一,飛向地球需要時間,在太空中沒有空氣,人類不借助輔助工具無法在太空中呼吸,短短几分鐘及會窒息;第二,太空中是真空環境,沒有壓力,如果不借助宇航服等,根本無法生存;第三,在地球周圍有厚厚的大氣層,在接近地球后,引力變大,速度變得越來越快,所受到的摩擦力也越來越大,溫度也是越來越高,如果沒有特殊材料製作的隔熱服,幾乎無法承受來自大氣層的摩擦力。
那麼再說一下降落傘,降落傘有什麼用?從太空到地球這一段特殊的旅程中,真正能用到降落傘的只有到達近地面後,才能發揮其正真的用途。也就短短的近千米,最高也不過數萬米而已。
其實,完全可以不用想這麼多,假如可以的話,為什麼火箭回收那麼困難?為什麼宇航員需要花費那麼大的代價去建造返回艙,直接配備降落傘不就可以了麼?所以說,帶著降落傘從太空中往地球跳,幾乎不可能成功。假如真的這麼做了,那麼死亡幾乎是可以肯定的。
留白說
當然可以回到地面了,只要處於地球的引力圈範圍,肯定會回到地面來的。只不過是不是安全的回來就難說了。
人類跳傘的最高記錄是60歲的谷歌高級工程和研發副總裁阿蘭-尤斯塔斯在2014年10月創造的,當時尤斯塔斯搭乘高空熱氣球前往大氣層邊緣,高度為135890英尺(約合41419米)。隨後他切斷了自己的繩索,跳向地面。他下落的最高時速達到每小時800英里(約合1287.5公里)。地面上的觀察員甚至監控到了小型音爆。這也打破了奧地利人保持的最高自由落下、垂直速度和世界跳傘高度的世界紀錄。
高空自由落下一直都是冒險者們喜歡挑戰的極限運動,早在1960年,美國一位空軍上校就創造了102800英尺(31300米)的自由落下紀錄;2012年底,菲利克斯-鮑姆加特納曾創造了128,100 英尺(約合39045米)的最高自由落下新世界紀錄,當時在全世界範圍內都引起了轟動。
當然尤斯塔斯創造的記錄大約是41公里,要知道這一高度的地球的大氣層是平流層,平流層是距離地球表面20至50公里的範圍,空氣比較穩定,水蒸氣和塵埃很少,平流層內的溫度大約在零下53度左右。
如果這個高度繼續增加會怎麼樣呢?從平流層頂部到85公里左右是中間層,這裡空氣稀薄,溫度隨高度增加下降的更厲害,空氣垂直對流強烈,中間層頂部溫度大約是零下83℃左右。中間層以上是熱成層,距離地面100至800公里,熱成層層頂受太陽活動變化很大,通常在300至500公里之間,熱成層吸收大量太陽紫外線輻射使得溫度很高,溫度隨高度增加而迅速增加,層頂溫度可達到1300℃左右。
如果從中間層帶著降落傘向地面跳從溫度上來說應該還可以接受,畢竟零下83℃跟南極的極端溫度差不多,穿的厚一點而已,但是這一層空氣對流強烈,後果會怎麼樣就很難說了。如果從熱成層帶著降落傘向地面跳呢?這一層溫度極高,帶著降落傘向地面跳是非常不安全的,很快就會變成一個大火球,估計還沒有到地面就變成灰燼了。
從上面可以看出來,帶著降落傘向地面跳可能最高的高度在50公里左右,這樣的高度還有可能安全的回到地面,超過這個高度是不安全的。
另外有朋友提到地球的引力圈是多大,這裡簡單補充一下吧。地球引力範圍有多遠呢?實際上太陽系中各個天體在以不同的速度運行,每個天體的引力範圍並不是一直不變的,地球引力佔主導時我們就說這是地球引力範圍了,月球距離地球大約38萬公里仍然受到地球引力的影響圍繞地球公轉,但地球與月球之間有一個引力相對平衡的區域,這個區域大約是距離月球6.6萬公里,從地球到這個界線以地球引力為主導,過了這個界線就以月球引力為主導,所以這也是衛星從地球向月球變軌的區域。所以地球引力圈是很大的,也是一直在細微的變化的。
九心逍遙
卡門線——現代航空普遍認可的外太空分界線,意思是說,超過這個卡門線,外面就是太空了,卡門線的位置在距離地表100km處。
現代人也曾多次嘗試過高空跳傘極限運動,最極限的,是在距離地表40km的高度,在他周圍甚至出現了音爆現象,沒錯,他的下落速度超過了音速。
可以試想一下:
這個人穿著特製的服裝,當然要比之前跳40km穿得要好,畢竟這個人是從100km處往下跳的。
關鍵題目有一點沒搞明白,是從跳的一剎那就開著降落傘,還是遵從正常的邏輯,快到地面再打開降落傘呢?
那分為兩種可能吧,一是剛跳下就打開降落傘:
首先,你有一定的初速度,畢竟你不是憑空出現在100km高空的,而在這裡,是屬於熱層的範圍,雖然這裡大氣分子極為的稀疏,但每個粒子都是高能量的,因為其吸收了太陽光的短波輻射,一部分物質被電離,這些粒子都處在高速運動中。
既然你擁有很大的初速度了,估計沒多久,降落傘就被戳成一個個小洞了,也就game over了。
很簡單的道理,如果這都能讓你跳下來,人類還建造堅固的返回艙幹啥?
另外一種可能也不去說了,反正都不能降落到地球表面,這與之前的記錄40km差距太大了,人體的身體結構承受極限畢竟是有限的,所以,無法返回到地面。歸根結底,主要就是因為下落速度太快。
一枚遊戲科幻迷
當然可以,但是別離地球引力範圍太遠,不然那就真的回不來了。。
其實這個問題科學家早就想過了,1962年10月1日前蘇聯試驗員葉夫根尼·安德烈耶夫就在從平流層25.5公里的高空的跳傘。安德烈耶夫在距地面1公里處打開了降落傘,因此可以說他的“自由降落”持續了270秒。
而就在不久之前,奧地利跳傘狂人費利克斯·鮑姆加特納從距地面約39公里的高空跳傘成功,一舉創下3項世界紀錄:最高的跳傘,最快的降落(由於距離很高,下降的速度超過音速),最高載人氣球飛行。也許對你對他們縱身一躍的高度並沒有直觀的印象,也許還會奇怪這個和提問有什麼關係,不過看了這張照片相信就會明白了。
江蘇電信
如果帶著降落傘從太空往地球跳,能回到地面嗎?
答案是能回到地面,不過在某些特殊情況下你可能無法在活著的時候回到地面....因為在這個高度上,你會在軌道上至少半年至一年甚至更久左右(高度不同而不同),請問你能堅持那麼久嗎?
人類跳傘的最高高度大約是41KM,距離公認的距離海平面100KM處卡門線還不到一般的距離,這個距離下算作是稠密大氣層,自由落體儘管會逐漸超過音速,但由於大氣的阻力並不會一直增加,因此在理論上仍然能夠保證跳傘者安全落回地面!
那麼在卡門線附近跳傘能落回地球嗎?也許情況分為兩種,一種達到第一宇宙速度的情況,這個高度上對於太空飛行的高度太低,但跳傘又太高,在這個位置空氣阻力無法讓你張開傘,也無法有效減速,因此在墜落的過程中.....請參考劃過天際的流星,即使你能在短時間內重返大氣層也將化作一道流星成為永恆.........(不過很有可能是先餓死再被火化,因為100KM的高度依然可以讓你保留比較長時間的軌道,會有一個螺旋降低的過程)!
第二種是火箭將你垂直送到這個高度,那麼只要失去動力你到達頂點之後就會下墜,但這個高度和40KM的高度跳傘完全不一樣,因為這裡空氣太稀薄而無法有效減速,因此速度可以超過音速的數十倍...啟動加熱會導致你的服裝破損,增壓抗荷服失壓....可能會先失壓而死,這個速度下的氣動激波加熱也可能導致保護服燒燬,但應該不會到第一宇宙速度重返大氣層時那種成為流星的程度,做個比較的話,應該一個是烤豬,一個是火化........沒有活著回到地面的選項!
你選哪個?或者參考2003年2月1日,“哥倫比亞”航天飛機重返大氣層時由於耐熱瓦破損導致氣動不均勻翻滾解體,不過人體是否能在如此極速下翻滾保持完整仍然是個未知數!