空间层圈与空间应用
认识空间层圈，是空间活动和应用的基础。由低到高延伸的空间层圈，特别是从地球到大部分卫星和载人航天器运行高度这一区间，是当今人类航天活动的主要区域，这一区间称为近地空间。<p> </p><p> 对近地空间层圈结构的认识，是随着现代物理学的发展逐渐明晰的。</p><p> </p><p> 地球物理学的研究范围主要是固体地球，是直接关系人类生存环境的广义空间的一部分，航天应用技术为研究地球物理 学提供了最先进的手段。</p><p> </p><p> 大气物理学的研究范围，顾名思义，是指从地球零高度到大气层圈边界。已知的大气层厚度大约在2000～3 000千米，相当于地球半径的1/3到1/2。在这个广阔的空间跨度上，不同层圈的物理现象存在着明显的差别。大气物理学按构成大气层的物质密度、运动规律和环境特性，自下而上依次分为对流层、平 流层、中间层、热层和散逸层。根据大气层的层圈结构，大气物理学形成了高层大气物理学、中层大气物理学和低层大气物理学的分支。现在通常所说的大气物理学，主要是研究60～100千米高度以下的中低层大气物理规律，该高度以上的圈层则列入空间物理学范畴。航天应用主要是通过对地观测，来了解大气运动和大气物理现象，以服务于全球环境研究和气象预报等活动。</p><p> </p><p> 日-地空间物理学是研究太阳和地球之间的空间物理现象及其耦合关系的学科。日-地空间是一个更大尺度的空间层圈，它不仅仅涉及到地球系统，还涉及到太阳对地球影响的日-地系统。根据航天技术发展的需要，为了认识和掌握航天器所处空间对航天器的影响，保障航天员和航天器的安全，一门基于日-地空间物理的综合性应用科学空间环境科学应运而生，成为空间科学的一个重要领域。空间环境科学所覆盖的空间并没有严格的定义，但它关注的问题更多地是与人类航天活动安全保障相关的环境状态和环境效应，如空间高能、低能辐射和场（电场、磁场），高层大气，来自遥远空间的物质尘埃、 颗粒、微流星，以及人类航天活动产生的残留碎片等。</p><p> </p><p> 空间天文学和经典天文学接壤，但是其研究内容、广度和深度，却远远超出了经典天文学。地球被一个厚厚的大气 层包裹着，在地面上能够观测到的星空，仅仅是其发射出的 可见光波段、部分无线电波段和少量其他电磁辐射“窗口” 而在整个电磁波谱中占据大部 分波段的亚毫米波、红外线、 紫外线、X 射线、射线以及图1-6大气层的分层结构宇宙带电粒子，均被地球大气阻挡。人类进入空间，开创了“全 波段”天文观测的新时代，揭开了笼罩在人类视界上的面纱。一系列空间天文卫星探测活动，使人类对宇宙的认识，对高能天体 上发生的极端条件下物理规律的认识，产生了革命性的飞跃。</p><p> </p><p> 随着载人登月、火星探测、宇宙航行等活动的发展，人类的视野和涉足的空间将会进一步扩大，一些全新的研究领域也会应运而生。当今科学最前沿的问题，如生命的起源，宇宙的诞生、组成和发展等研究，都已经被列入航天应用的研究领域。</p><br />
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