太空垃圾与极端温度：探秘太空环境特点

以人造卫星离地面的最低高度100～110km为外层空间的最低界限，即为太空。太空环境有如下特征：

（1）辐射 太空环境有宇宙大爆炸时留下的辐射，如各种天体辐射的电磁波、天体辐射的高能粒子等。

（2）磁场 天体有各自的磁场，磁场俘获高能粒子，形成辐射性很强的辐射带，在地球的上空，有内、外两个辐射带。

（3）高真空 在200～500km的低轨道空间真空度为4～10Pa，而在35800km的地球同步轨道上则为10～11Pa的高真空度。太空高真空使电磁波、宇宙射线和可见光等高能粒子畅通无阻。

（4）太空垃圾 高速运动的尘埃、微流星体、流动星体及太空垃圾，在对使用中的航天器造成撞击威胁。太空中废弃的人造地球卫星等航天器逐渐增多，它们有的被人为遥控炸毁，有的自行分裂成碎片。这些碎片将在一定的时间内继续绕地球飞行，在太空形成新的环境特点，即“太空垃圾”，太空垃圾的运行速度较高，它们具有极大的动能，1mg的微流星体可以穿透3mm厚的铝板。

（5）极端温度环境 太空为高寒的环境，平均温度为零下270.3℃。航天器在太空真空中飞行，由于没有空气传热和散热，受阳光直接照射的一面可产生高达100℃以上的高温。而背阴的一面，温度则可低至－200～－100℃，并且很稳定。

（6）黑暗 由于没有反射物，太空中的背景是一片黑暗。(www.xing528.com)

（7）高温、强振动和超重环境 航天器重返大气层时，高速在稠密大气层中穿行，与空气分子剧烈摩擦，使航天器表面温度高达1000℃左右；航天器在起飞和返回时，运载火箭和反推火箭等点火和熄火时，会产生剧烈的振动；航天器加速上升和减速返回时，正、负加速度会使航天器上的一切物体产生巨大的超重。超重以地球重力平均加速度（其符号为g，g约为9.8m／s²）的倍数来表示，载人航天器上升时的最大超重达8g，返回时达10g，卫星返回时的超重更大些。

（8）失重和微重力环境 重力仅为（1／10⁵～1／100）g（g为重力加速度），而人在地面上感受到的重力是1g。航天器在太空轨道上作惯性运动时，地球或其他天体对它的引力（重力）正好被它的离心力所抵消，在它的质心处重力为零，即零重力，质心处为失重环境。而质心以外的航天器上的环境，则是微重力环境，那里的重力非常低微。失重和微重力环境是航天器上最为宝贵的独特环境。在失重和微重力环境中，气体和液体中的对流现象消失，浮力消失，不同密度引起的组分分离和沉浮现象消失，流体的静压力消失，液体仅由表面张力约束，润湿和毛细现象加剧等。总之，它造成了物质一系列物理特性变化，提供了一种极端的物理条件。利用这些地面上难得的环境条件，可进行许多地面上难以进行的科学实验，生产地面上难以生产的特殊材料、昂贵药品和工业产品等。

（9）太空分为两部分 太空分为小宇宙和小宇宙之间的真空地带，小宇宙是以引力场相联系的系统区域，小宇宙内部由于引力场的关系（也许是一种磁力场），导引电磁波和宇宙射线的散布相对集中，能量的扩散也降为最低，这也许是太空环境中温度低、光速快、电磁波传输距离远的主要原因。

（10）太阳活动时期 在太阳活动时期太阳有大的能量释放与爆发，每隔11年太阳会从活动频繁到相对平静的状态相互转换，在太阳活动频繁的时期，会突然发生空间环境灾害性事件。

（11）空间旅行损害 空间旅行会损害人的身体，宇航员在外太空会表现出肌肉萎缩、骨质疏松和心率过慢等症状。