独家：贝索斯的火箭进入了太空而非轨道

<p>　　中国太空网讯：杰夫·贝索斯的航天公司蓝色起源刚刚发射了自家的旗舰级火箭New Shepard并完成回收。火箭升至100公里高度并成功垂直降落地面。这是该公司在制造可重复发射火箭任务中迈出的重要一步，任务最终目标是搭载六名乘客进入太空并让火箭及太空舱安全返回。</p><p>　　针对贝索斯Twitter上发布的成功宣告，埃隆·马斯克回应坚决捍卫自家公司可重复使用火箭的先进性，看来这一壮举引发了不少疑惑，包括一些质问，那便让我们探讨一番下面几个问题。</p><p>　　哪里算太空？</p><p>　　地球大气层高度越高，空气密度越小。但不存在空气密度突然降为零的某个点，即便到了国际空间站的高度，还会有一点稀薄的空气造成一点点阻力。</p><p>　　那么，去到哪里才算“太空”？NASA认为人类到达80公里以上高度就算宇航员，可我个人认为把边界设为100公里更合适。在100公里高度处，都有足够空气使得飞机飞行，当然，为了在如此稀薄的空气中得到升力，你得飞快点儿。在这一高度飞行所需的速度甚至比在轨道运行还得快，因此，还不如干脆把飞机弄轨道得了。</p><p>　　“太空”和“轨道”有哪些区别？</p><p>　　首先要弄清楚，New Shepard是上去，然后再下来，其他航天器（如SpaceX的龙飞船）是上去，进入轨道，然后再下来。那么区别在哪？</p><p>　　区别可大了。进入低地球轨道可不单意味着高度有所增加而已，航天器必须显著提速以进入轨道运动，可不是一句“速度快”就能了事。</p><p>　　如果想送航天器进入低地球轨道（像国际空间站一样），需要能量一方面转化为重力势能让它升的更高，另一方面提供动能让它跑得更快。入轨所需的能量有89%转化为动能，仅有11%转化为重力势能。所以，进入轨道比进入太空可要难多了。</p><p>　　宇航员会失重吗？</p><p>　　通常认为宇航员会失重，因为他们身处太空。但这是不对的。事实上，他们没有完全失重——只是有失重的感觉。如果用数字说话，可以发现在轨道上所受的重力是地面的90%左右。所以，没错，空间是存在重力的。正是重力使得宇航员（以及航天器）在圆形轨道上运行。没有了重力宇航员将沿着一条直线被甩飞出去。</p><p>　　那为何他们会有失重的感觉？简单来说就是人类对加速度的感知和对重力的感知相似，如果一个人在重力方向受到与重力大小相同的加速度，那他就会有失重的感觉。这就是某些游乐园“跳楼机”的原理，同理在电梯加速下行时的感觉也很奇妙。</p><p>　　当火箭发动机关闭时，New Shepard的乘客开始出现失重的感觉。只要太空舱仅在重力作用下运动，他们就会有失重感（即便是朝上运动）。据蓝色起源公司表示，失重体验将持续4分钟，足够乘客吓尿吓吐（最起码换我会这样）。</p><p>　　这一航天器必须经过再入阶段吗？</p><p>　　如果将“再入”定义为“从太空前往非太空”，那答案是肯定的—— New Shepard就是这么设计的。不过，此“再入”非彼“再入”，跟航天器从轨道返回地球可一点儿不沾边。进入轨道意味着大幅提速，脱出轨道则意味着大幅减速，通常会借助空气阻力减速而非使用火箭助推。这就面临一个难题——高温。航天器前端压缩空气会令航天器变热发烫，因此隔热层非常重要，它可以确保航天器不在大气层中灰飞烟灭。幸运的是，New Shepard完全不必面临这种烦恼。</p><p>　　这算太空旅游吗？</p><p>　　去法国呆4分钟算旅游吗？那么，换做去空间里呆4分钟呢？当然，这可以看做是一次擦边的太空旅行，但如果我是游客，我会希望时间能长点儿。（Rhett Allain ，东南路易斯安那大学物理系副教授）</p><br />