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2021年6月17日,我国顺利发射神舟十二号载人飞船,将聂海胜、刘伯明、汤洪波三人送上太空。
随后,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接,三名宇航员先后进入天和核心舱,这标志着中国人首次进入自己的空间站,这一消息迅速在华夏大地上引发热议,所有人都为祖国科技的迅猛发展感到自豪。
7月4日,三名宇航员进行中国空间站首次出舱活动,很多人在关注这个过程的同时,也不禁为宇航员的安全捏了一把汗。
对于太空,我们的认知大多源自于科幻电影。从这些影视作品当中我们常常可以看到,当人类走出太空舱开展户外行动时,他们会由于太空中引力极小而漂浮在太空中,必须依靠特殊材质制成的牵引绳才能保障自身安全。
由于外太空空气稀薄,空气摩擦力极小,所以宇航员如果没有牵引绳的限制,一个轻微的动作就会导致身体一直在太空当中不停地飘动,直至在太空当中撞上其他物体才会改变航向。
那么,如果一名宇航员站在太空舱外向着地球纵身一跃,他是否可以顺利回到地球上呢?要想解答这个问题,我们就必须先弄清楚在离开太空舱后,宇航员将如何运动。
受惯性影响绕地球转动
我们都知道,所有被发射到太空当中的机械,不论其有多重,都不会重新掉落回到地面。这是因为在太空当中,这些机械会对外做功,让自身围绕地球高速飞行,这个飞行速度达每秒7.8公里,并产生一个向外的离心力,而这个离心力恰好与地球的引力相互抵消。
当宇航员向着地球纵身一跃后,其并不会和普通的跳伞运动那样垂直下落,而是受到太空舱的惯性影响,获得一个7.8公里的绕地球飞行速度。
如前文所说,太空当中空气稀薄缺乏摩擦力,所以宇航员在离开太空舱以后,将和太空舱一样,以7.8公里的飞行速度绕着地球一圈圈地旋转。
缺乏外力逐渐下降
和太空舱不同的是,宇航员并没有办法为自身施加一个外力,因此,在围绕地球旋转几周以后,宇航员将不再受力平衡而开始朝着地球的方向缓缓迫降。
在进入地球大气层后,空气将变得越来越稠密,这时候宇航员不仅会受到显著的空气摩擦力,而且这种摩擦力还将随着时间的推移而不断增大,进而产生上千度的高温。我们平时看到的流星,其实就是陨石进入大气层时摩擦放出的光。
因此,当宇航员开始迫降且进入大气层时,他们往往会直接被这上千度的高温化为灰烬,无法顺利抵达地表。
全程耗时长达数月
即使宇航员配备了极为先进的生命保障系统,能够保证其在穿越大气层时抵御住这上千度的高温,但要想做到一个跳跃就从太空舱回到地表,也是根本就不可能实现的事情。
对于太空,国际航空联合会是这样定义的:卡门线以上的区域称为太空。
要知道,卡门线距离地球海平面100公里,想从这个高度开始迫降回到地表,需要耗费的时间长达数个月。经历如此漫长的过程,宇航员的生命安全是无法得到保障的。
综上所述,宇航员在太空舱跳向地球,理论上是可以落到地面的,但是在现实生活当中,要想达成这个条件,必须研发出能够抵御高温并且储备有足够一名成年人存活数月的氧气与食物,并且降落的地点还必须设置有多道缓冲防线,这些都是现如今的科学技术无法轻易达成的。