03.02 如果帶著降落傘從太空往地球跳,能回到地面嗎?

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答案是不能成功地到達地面。

我們假設跳躍者身著宇航服從天宮二號上往下跳。

空間站距離地面高300到400公里,繞地球的平均線速度為每秒7.71公里。相當於20馬赫的速度,如果從這裡直接脫離太空站,很可能到達不了地面。

空間站的飛行速度是繞地軌道速度,而跳躍者從空間站一跳,也具有這個初始速度,所以,跳躍者只能與空間站越來越遠,但卻不會降低高度。這樣,跳躍者也成為一個與空間站齊飛的衛星,也許數十年之內都不會落到地面上。

在300-400公里的高度上,大氣稀薄到幾乎沒有。跳躍者無論是在空中划動還是別的掙扎,都無法改變自己的飛行狀態,想掉轉方向都不可能,除非跳躍者的背上帶了發動機用以調整姿態。

我們看到宇航員離艙在外,為了防止意外,總是在腰間繫根繩子,這對於一個宇航員來說,是非常可怕的事情。

從以腳蹬住太空站向相反方向下竄,直接撲向地球,但是,跳躍者雖然接近了地球,仍以20馬赫的速度衝入大氣層,大氣摩擦產生溫度可能會達到1000度以上。如此飛出去約300-400公里,速度會增加到30馬赫左右(取決於進入大氣層角度),跳躍者需要忍受高達3000度以上的高溫,打開降落傘時,發現很快就燒燬了。

如果跳躍者能撐過十幾秒鐘(流星就是這樣),速度就會因為大氣阻擋而銳減到音速以內,這時,跳躍者就安全了。

地球上,90%的大氣都分佈在30公里的高度以內,這也差不多就是坐熱氣球跳傘的極限高度了。跳躍者差不多以30倍的音速一頭紮了進去,可以肯定基本玩完。

如果是從高度為300公里的靜止平臺上跳下,雖然初速度消失了,但地球的重力加速度仍然存在,稀薄的大氣中,減速傘不起作用,墜落速度可能超過5馬赫,與空氣摩擦的溫度仍然非常高。

所以無法跳躍成功。


史海探奇


目前人類跳傘的最高紀錄是41419米,由60歲谷歌副總裁在2014年10月創造


根據地麵人員測到的數據,跳傘後的最高時速達到了每小時1287.5千米,期間還觀測到幾次小型音爆,從高空跳下後4分半鐘後打開了身上的降落傘,最後總共花了15分鐘才到達地面,面不改色心不跳。

雖然4.1萬米已經能看到地球的基本輪廓和頭頂上漆黑的太空了,但是嚴格意義上來說4萬米其實還在地球大氣的範圍內,國際上對於太空的最低高度是100千米,只有高於這個高度才能被稱為太空,宇航員的飛船一般都在400千米左右的軌道上繞地球飛行。



人類目前跳傘最高紀錄是41公里,這個高度還處於地球大氣層的平流層之中,平流層的高度是海平面20到50公里,平流層的溫度是-53℃,水蒸氣和塵埃都非常少。

如果一個人真的從100千米的太空向地球跳傘,他不會立刻掉向地球,而是被地球的引力捕獲成為一顆“衛星人”,繞著地球軌道日復一日的飛行,慢慢的在繞地球飛行的過程中被稀薄大氣產生的阻力慢慢減速,軌道越來越低,最後以極高的速度掉進地球稠密的大氣層中,被摩擦產生的高溫給燒成灰。



如果從100千米甚至更高的太空中跳傘就能平安回到地球,那還要飛船的返回艙幹嘛?


宇宙探索未解之迷


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!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


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,我們要來了解一下太空的定義: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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在回答這個問題之前,我先來解釋一下太空是什麼。

太空指的是地球大氣層以外的宇宙空間,科學家將大氣層分為五層,最外一層叫做外大氣層,高度在370千米以上,所以所謂的太空與地表的距離在370公里以上。地球的大氣大約有97%在高度為10-40千米的平流層之下,高層大氣會有稀薄的空氣,嚴格的來講,太空中還是有一定量的空氣的,哪怕是在1.6萬千米的高度,空氣還是存在的。

太空中不僅空氣稀薄,環境也是異常惡劣的,在向陽面,溫度高達幾百攝氏度,而在背陽面,溫度可以低至零下幾百攝氏度,太空中還有由許多的高能射線粒子形成宇宙射線以及太陽風,此外還有太空垃圾等一系列的危險物品。所以在太空中要做的第一步就是身著宇航服,不然還沒有等降落就死翹翹了。

如果一個宇航員從一艘近地運行的飛船上跳下來,他並不會像在地球上一樣想下掉下去,他會和飛船一起圍繞地球做圓周運動,但是因為太空中存在一定量空氣的原因,所以他的高度會慢慢降低,但是這個過程並沒有那麼快,或許幾十年才能接近地球大氣層,要不然天上飛的近地軌道衛星不是也很容易掉下來了嗎?當然了,這裡就不考慮這麼多了,而在高度降低的過程中,他還有可能受到太空垃圾的撞擊,如果迎面撞來的話,絕無生還的可能性。



最後可能進入到了平流層,這裡的大氣密度就很大了,速度的改變也很快,下降的速度也很快,而隨著速度的越來越快,空氣的摩擦阻力也越來越大,降落傘包括宇航員溫度會越來越高,最後被燒成灰燼,根本就不可能安全下落到地面,要不然飛船返回艙上為什麼會塗上一層隔熱材料,要是宇航員可以用降落傘安全返回地球的話,何必多此一舉呢?所以可以說假象很美好,但現實很殘酷。當然了,這還要看對於太空的定義,如果幾十千米的高度也能算得上太空的話,那麼確實有人能從這麼高的地方跳下來然後安全落地,但是要是幾百公里的話,那還是算了吧。


鏡像科普


目前人類最高跳傘記錄是距離地面41.4公里

外太空和地球大氣之間沒有明顯的界限,根據國際航空聯合會定義:距離海平面100公里的高度為大氣層和太空的分界線。

由於這個定義是由美國航天工程師西奧多·馮·卡門首先提出的,所以大氣和宇宙的界限也叫“卡門線”。

目前人類最高的跳傘記錄是2014年10月24日凌晨由谷歌高級工程和研發副總裁阿蘭·尤斯塔斯創造的。他在當天乘坐的氦氣球從41419米(約合41.4公里)的高度一躍而下,在經歷了長達15分鐘的自由落體之後他成功的在地面降落。

而在兩年前奧地利人菲利克斯·鮑姆加特納也曾經創下了39公里的跳傘記錄,直到被2014年被阿蘭·尤斯塔斯打破。(這是當年菲利克斯·鮑姆加特納跳傘時的畫面,從照片中已經可以看到地球的輪廓了)

四十公里的高度放到地面上幾乎相當於天安門到昌平的距離了,但是這個高度還遠遠達不到外太空的標準。這個高度還是屬於大氣中的平流層(1km—50km之間),再往上走還有中間層、電離層、散逸層。

散逸層又稱外大氣層,其距離地面在800km—3000km之間,有人認為這裡才是地球大氣層和外太空之間的界限。在這個範圍內氣體和物體可以逃離地球的引力,所以這片區域又稱逃逸層。

如果一個人從散逸層以下的高度跳向地球的話,那麼這個人最後是能夠回到地球的,只不過不是直接垂直落到地球上,並且如果這個人外面沒有隔熱罩的話,那麼他將在墜入大氣時被燒城灰燼。


千佛山車神


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


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


很難想象,從太空跳回地球

綜合一組數據回答這個問題



2012年奧地利人鮑姆加特納升至約39045米,谷歌高級副總裁、現年57歲的艾倫•尤斯塔斯(Alan Eustace)在24日又將這一紀錄帶向一個新的高度,約41419米(約135890英尺)。“真是太神奇了。” 尤斯塔斯說,“太美了。你可以看到漆黑的太空,也可以看到大氣層,之前我從沒看到過這樣的美景。”

根據《紐約時報》報道,尤斯塔斯搭乘高空熱氣球前往大氣層邊緣,高度約合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)。在約 4 分半鐘之後阿蘭•尤斯塔斯打開了身上的降落傘,最後總共花了 15 分鐘才到達地面,整個過程都被他隨身戴著的攝像機拍下。地面上的觀察員甚至監控到了小型音爆。

根據尤斯塔斯事後透露,他自己當時並沒有聽到音爆聲,而在降落傘打開之前,他在空中還表演了兩次空翻。他的技術團隊為他設計了一個碳纖維的連接物,這樣他可以避免被降落傘的繩索纏住。


這次這個高空跳傘可說是低調進行。尤斯塔斯也婉拒了谷歌方面的協助,而跟一家名為 Paragon Space Development Corporation 的公司合作,這次高空跳傘早在 2011 年已經開始籌備了。

從太空邊緣離地球3.9萬米飛身一跳,最快落速每小時1342公里,是音速的1.1倍,從電視中看到的只是一個快速滑落的白點。3.9萬米是什麼概念?就是我們所乘民航高度的3倍以上,美國人形容他為“超膽俠”,當他優雅的平安降落到地面,人們為他歡呼,歡呼他創造的不僅僅是跳傘記錄,而是開創人類的絕世壯舉。


所以,如果從太空上往地球上跳是可以回到地球上的。

但如果離地球太遠那就得另說了

因為還要考慮太空上的各種阻力。


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