外层空间从哪里开始？

太空的边缘在哪里？这个看似简单的问题，其实答案比地球大气层还要多。你可能认为太空始于大气层结束的地方，这可能是真的。但事实证明，没有人能确切地说出那个点在哪里。大多数科学家都把目光投向离地球更近的地方，将太空的边缘置于大气层的范围内。

“太空边缘”最广为接受的定义是距地球表面 100 公里（约 62 英里，但通常会四舍五入为 60 英里）。这个高度被称为卡门线，以匈牙利物理学家兼工程师西奥多·冯·卡门的名字命名，因为他认为航空学在该高度无法继续发挥作用。也就是说，正如美国宇航局戈达德太空飞行中心地球科学首席科学家保罗·纽曼所解释的那样，“卡门线的定义是飞行速度不足以为飞机产生升力的高度。” 除了航空学之外，卡门线之上和之下还有另一个区别。“在 100 公里以下，气体因湍流运动而充分混合。因此，氮气约占 78%，氧气约占 21%”，纽曼解释道。“在 100 公里以上，气体因重力而开始扩散分离。我们将这种分离高度称为同质层顶，因为下面的所有东西都是均匀混合的。”

国际航空联合会 (FAI) 是管理从热气球到载人航天等各种航空运动的国际管理机构，它正式将 100 公里/62 英里的高度列为太空的起点。“商业航天业似乎也将这一高度作为其旅游航班的目标，”安柏瑞德航空大学物理科学系主任 Terry D. Oswalt 博士指出。例如，杰夫·贝佐斯的蓝色起源最近将其新谢泼德太空舱发射到 65.8 英里的高空进行测试，理查德·布兰森爵士的维珍银河承诺将其客人的太空船二号送至 62 英里以上的高空。

虽然卡门线可能是最接近国际上对太空起点的官方定义，但它绝不是所有人的标准。“有趣的是，美国签署了 FAI 协议，将 100 公里确定为太空起点，但它仍然授予任何飞行高度超过 80 公里（或 50 英里）的人‘宇航员’身份——这是热层开始的高度，温度开始随着高度上升，”奥斯瓦尔特说。这一“宇航员”身份适用于达到该高度的 NASA 员工和军事人员。

2009 年还提出了另一个定义。卡尔加里大学的研究人员引用超热离子成像仪的数据，确定了太空的新边界：他们声称 73.3 英里（118 公里）是一个更准确的标记，因为在该线以下，离子移动得更平静，而在这条线以上，它们会疯狂移动，这表明了大气层和太空之间的区别。但值得注意的是，73.3 英里远不及地球大气层的技术外部边界，大气层由五个不同的层组成——对流层、平流层、中间层、热层和外层，延伸到地球上方约 497 英里。事实上，科学家甚至没有大气层的明确界限。它只会变得越来越薄，直到消失。

然后是国际空间站 (ISS) 的情况，根据大多数人的说法，它肯定是在太空中。它的轨道高度约为 248.5 英里（400 公里），远高于卡门线和卡尔加里大学标志。宇航员在这里体验微重力，你会认为这肯定意味着 248.5 英里对于太空边缘以上来说是安全的，对吧？其实并不完全是。位于热层中的空间站不断向地球自由落体，并且仍然受到地球引力和大气层的影响。国际空间站穿过（非常稀薄的）空气时会减速，并且需要定期助推才能保持其高度。

漂浮在国际空间站内的宇航员也仍然感受到重力。他们的失重感类似于乘客在抛物线飞行中的体验，飞行员操纵飞机在空中以巨大的弧线飞行。在弧线的顶端，乘客会经历几秒钟的失重感。如果你的下落速度与周围的一切速度相同（即没有空气阻力），你会感觉自己在飘浮。如果你想到达地球引力不再对你产生影响的地步，你必须飞出大约 2100 万公里，即 1300 万英里。这比月球远 87 倍。

“太空边缘的每种定义都取决于你认为大气中的哪些过程对当前问题很重要，”奥斯瓦尔特说。“例如，如果飞机无法飞行的地方很重要，那么它就成为你对太空开始位置的定义。如果太阳耀斑和宇宙射线的辐射危害是令人担忧的因素，那么它就成为你关注的高度。如果进入轨道很重要，那么你的定义可能是 160 公里，此时与大气的摩擦足够低，可以维持所谓的‘低地球轨道’。”

这意味着太空边缘不再是一道屏障，而更像是一个移动的目标，随着我们在航天领域取得新的里程碑和成就而不断变化。唯一的问题是，我们下一步将把它推向何方？