外层空间从哪里开始？

当登山者攀登珠穆朗玛峰时，他们通常会携带氧气瓶，这些设备可以让他们在高海拔地区自由呼吸。 这是必要的，因为你越靠近地球大气层的边缘，与海平面上的大量氧气相比，可用的氧气就越少。

地球的大气层具有不同的特征。 （图片来源：studio023 来自 Getty Images）

这只是地球大气层变化多端的一个例子，它展示了其层的元素构成，从靠近海平面的对流层到最外层区域的外逸层。 根据美国国家气象局的说法，每一层的结束和开始由四个关键特征定义：温度变化、化学成分、密度和气体在其中的运动。

那么，考虑到这一点，地球的大气层实际上在哪里结束？ 空间从哪里开始？

据美国宇航局称，大气层的每一层都在确保我们的星球能够容纳各种生命形式方面发挥着作用，从阻止致癌的宇宙辐射到产生产生水所需的压力，无所不包。

亚利桑那州立大学的空间物理学家卡特里娜·博塞特（Katrina Bossert）在一封电子邮件中：“随着你离地球越来越远，大气变得不那么稠密。” “成分也发生了变化，较轻的原子和分子开始占主导地位，而重分子则更靠近地球表面。”

当你在大气中向上移动时，你上方大气的压力或重量会迅速减弱。尽管商用飞机有增压机舱，但高度的快速变化会影响连接耳朵、鼻子和喉咙的细长咽鼓管。加州大学戴维斯分校大气科学副教授马修·伊格尔说：“这就是为什么在飞机起飞时你的耳朵可能会爆裂。”

最终，空气变得太稀薄，传统飞机根本无法飞行，这种飞行器无法产生足够的升力。这是科学家们宣布的区域，标志着我们大气层的终结和太空的开始。

据 EarthSky 报道，这条线被称为卡门线，以匈牙利裔美国物理学家西奥多·冯·卡门 (Theodore von Kármán) 的名字命名，他在 1957 年成为第一个尝试定义地球与外太空边界的人。

这条线标志着地球和太空之间的边界，不仅表示飞机的极限在哪里，而且对于科学家和工程师在弄清楚如何让航天器和卫星成功绕地球运行时也至关重要。博塞特说：“卡门线是一个近似区域，表示卫星在绕地球运行至少一次之前能够在不燃烧或脱离轨道的情况下绕地球运行的高度。”

“它通常被定义为距离地球 100 公里（62 英里），”伊格尔补充道。 “有可能有东西在卡门线以下的高度绕地球运行，但它需要极高的轨道速度，由于摩擦而难以维持。但没有什么能阻止它。

“这就是人们对卡门线应该有的感觉：它是航空旅行和太空旅行之间的一个想象但实际的门槛，”他说。

Bossert 表示，各种因素，例如卫星的大小和形状，都在决定它将经历多少空气阻力，从而决定其成功绕地球运行的能力。通常情况下，处于低地球轨道的卫星——根据欧洲航天局的说法，这种分类往往被归类为海拔低于 621 英里（1,000 公里）但有时低至地球上方 99 英里（160 公里）的卫星博塞特说，由于“来自地球上层大气的阻力逐渐减慢了轨道速度”，机构——几年后将脱离轨道。

地球大气层的示意图（图片来源：ttsz via Getty Images）

然而，这并不意味着在 621 英里以外无法探测到地球大气层。

“一旦进入卫星运行的区域，大气层不仅会消失，”Bossert 说。 “在地球大气层的证据消失之前，距离地球还有数千公里。来自地球大气层的最外层原子，即构成其地冕（大气层最外层区域）的氢原子，甚至可以延伸到月球之外。”

那么，如果有人到达卡门线，他们会注意到什么吗？他们会意识到他们本质上跨越了地球和太空之间的边界吗？并不真地。 “没有什么真正改变，”博塞特说。

伊格尔同意了。 “这条线本身不是物理的，因此人们不会注意到它越过它，也没有任何厚度，”他说。

如果能够在卡门防线上生存，哪怕是很短的一段时间？如果您在没有定制太空服或登山式氧气罐的情况下被丢到那里怎么办？如果你能到达它，你能在这么高的高度呼吸吗？鸟类能达到这样的高度吗？

“原则上，一直到卡门线的飞行仍然是可能的，”伊格尔说。 “然而，在实践中，动物无法在高于‘阿姆斯特朗极限’的高度生存，该高度距离地表约 20 公里（12 英里），那里的压力非常低，以至于肺部的液体会沸腾。”