航空、航天、臨近空間……最近幾年,這些詞語頻頻出現在報刊雜誌、網路媒體上,它們的發展日新月異,時不時就能看到相關報道。但若問什麼叫航天?什麼叫航空?什麼叫“臨近空間”?它們之間有什麼不同?恐怕有不少人要上網查一查才能做出準確的回答。
近幾年,在和朋友聊天過程中、在相關報道詞語使用上、在一些演講、訪談節目中,發現很多人對這幾個概念還沒有真正理解,經常用錯,可以說用錯的現象非常普遍了,有孩子、有大人……
今天,小編就跟大家聊一聊這幾個詞語的由來、區別,希望大家看過此文後能正確區分、運用這幾個詞語,希望“航空航天”傻傻分不清楚的狀況不再出現,以後,當你的朋友用錯時,你還能“炫耀”一下呢,哈哈,希望大家把此文分享給你的小夥伴,慢慢普及開來,相信用錯的情況就會越來越少了。
卡門線
如何區分“航空”“航天”“臨近空間”這幾個概念呢?這就不得不提到“大氣層”。地球表面有相對稀薄的一層混合氣體,由78%氮氣,21%氧氣,少量二氧化碳和水汽構成。受重力影響,這些氣體均勻分佈在地球表面,我們稱之為大氣層。簡單來講,所謂“航空”,就是人類在地球大氣層中的活動,所使用的飛機、直升機、飛艇和氣球等飛行器統稱為“航空器”。所謂“航天”,就是人類衝出地球大氣層,到宇宙太空中去活動,即宇宙航行。它所使用的是航天器及其運載火箭。
航空和航天到底以什麼為界限呢?
目前國際上觀點不一,還沒有非常明確的劃分,但為了有一個相對通用的標準,國際航空聯合會定義了一個概念——卡門線(Kármán line)
把卡門線作為大氣層和太空的界線,高度為100公里。卡門線外為太空。該線以西奧多·馮·卡門(Theodore von Kármán,錢學森的老師)命名。
這個概念被定義後,國際上慢慢就接受了這一概念,現在成為了一種標準,很多搞航天的公司都把自己的飛行器越過卡門線作為基準,在報道時也會重點提及這條100公里的高度線,以此來證明自己有能力搞航天。
卡門線,就像一道龍門,躍過去,就是不一般,層次地位瞬間高大上。哈哈。
說到這裡,提一件事,今年5月6日一早,雷總髮了條微博。他說氫氣球帶著“小金剛”上太空了,what?35375米,就到太空了?
無巧不成書啊,那天是馮·卡門的祭日,這是要降低卡門線的標準嗎?
如何更快的區分?很簡單,想想飛機票多少錢,飛船票多少錢,哈哈!
臨近空間
臨近空間(Near space),這也算是一個新詞吧,它是指距地面20~100公里的空域,航空與航天的空間結合部。是人類還未大規模開發的空白區域,具有非常重要的戰略意義和利用價值。這個區域高於商用飛機的飛行空域,但低於軌道衛星。儘管部分飛機和衛星、飛船在技術上也能夠到達臨近空間,但要長期停留必須消耗大量燃料。“臨近空間飛行器”閃亮登場。
近幾年,一些臨近空間飛行器相繼亮相。我們國家也在搞相關方面的研究,未來乘坐臨近空間飛行器去高空旅旅遊還是很有可能的。除了載人旅遊之外,臨近空間還是一個可提供全天候高速率無線網路覆蓋、高解析度地理測繪、高空交通指揮、對地高精度監控、對天高畫質晰成像等科學研究和新型空間服務的理想區域。與同步衛星系統相比,臨近空間飛行器具有通訊距離短、傳播損失低、延遲少且壽命長的特點,可大幅降低地面設施建設的費用,減少對周圍環境的輻射汙染,造價和產生的通訊資費相比同步衛星平臺和鋪設光纜都更便宜。目前,對臨近空間的探索已經引起了高度關注和重視,多國政府、科研機構及高科技巨頭都已經加強了對臨近空間的科學探索。
2017年10月25日凌晨3時57分,光啟自主研製的臨近空間飛行器“旅行者”3號(海口號),在新疆攜帶一隻活體烏龜成功進入海拔21公里的臨近空間,開展實驗任務和進行關鍵技術驗證,並於10月25日8點28分降落在預定區域,被成功回收。
臨近空間,挖掘潛力巨大,期待有更好的開發。
好了,現在大家對“航空”“航天”“臨近空間”這幾個概念有大致瞭解了吧?希望大家正確區分,以後不要再用錯了哦。
航天器在大氣層外飛行,執行軌道的近地點高度至少在100km以上。航空器在稠密大氣層中飛行,飛行高度有限,我們把這一點歸為“飛行環境”因素吧,除了“飛行環境”不同,航空與航天還有哪些不同呢?
航空、航天還有哪些區別?
1、飛行原理不同
長二F運載火箭升空
航天器依靠火箭動力飛行,火箭自帶燃燒劑和氧化劑來提供動力。飛行原理依據牛頓第三定律,即作用力和反作用力原理。而航空器應用吸氣發動機提供推力,只自帶燃燒劑,氧化劑來自於吸收空氣中的氧氣。並且,飛機、直升機等航空器還是依靠空氣動力克服自身重力升空的。
2、飛行速度不同
為了克服和擺脫萬有引力的作用,航天器需要達到足夠的速度才能夠實現太空飛行。
要衝出大氣層,理論上必須達到7.9km/s的第一宇宙速度;擺脫地球引力進入太陽系,理論上必須達到11.2km/s的第二宇宙速度;要擺脫太陽引力進入銀河系必須達到16.6km/s的第三宇宙速度。而航空器的速度就低得多,現代飛機最快速度將近10馬赫(一馬赫即一倍音速),取音速為340m/s,計算下來最快飛行速度大約為3.4km/s,和第一宇宙速度比起來還是有很大差距的。
3、工作時限不同
旅行者1號”(Voyager 1)探測器。
航天器在軌可持續工作時間很長。比如“旅行者1號”(Voyager 1),1977年升空,如今已經飛行了41年了,距地球距離達到了200多億公里,成為飛得最遠的人造航天器。航空器呢,它的活動範圍和工作時間則很有限,如飛機的最長飛行時間不超過一晝夜,航程最大約20000km。
4、升降方式不同
航天器的發射,一般由運載火箭垂直升空完成。在發射過程中,運載火箭要轉向、逐級脫離並送航天器入軌。
神舟飛船升空返回飛行過程示意圖
返回時,航天器必須經歷離軌、過渡、再入和著陸四個階段,難度遠遠高於航空器的降落。航空器以飛機為例,它的升空是從地面到安全高度的一個加速的運動過程,降落時需要經過下滑和著陸,困難程度大大小於航天器。
2018年7月12日,C919大型客機102架機從上海浦東機場起飛,歷經1小時46分的飛行,平穩降落在山東東營勝利機場。
可見,航空和航天儘管在多方面互有聯絡,但互相之間也有很大的差別,瞭解後就不容易混淆了。“航天”一詞,並不是由來已久,那麼它是怎麼產生的呢?與它很像的“航宇”又是指什麼呢?
“航天”一詞的由來
“斯普特尼克一號”(Sputnik-1)
1957年10月4日,蘇聯發射了世界上第一顆人造地球衛星,稱作“斯普特尼克一號”(Sputnik-1)。當時,中國還沒有“航天”一詞,更沒有“航天器”一詞。人們把在地球大氣層以外空間飛行的各類飛行器稱為“空間飛行器”“星際航行”或“宇宙航行”。例如:著名科學家錢學森,在1963年出版的一本專著就叫做《星際航行概論》。
非常有歷史年代感的一本書了,如果有時間,還是建議大家去看一看的。
提到"航天"一詞,就不能不說起錢學森。他不僅是中國航天之父,同時也是"航天"一詞的首創者。
20世紀60年代後期,錢學森研究了星際航行的歷史現狀和未來發展,他認為現階段人類還只能在太陽系內航行,在太陽系內的航行可以稱為“航天”並可與中國已有的“航海”空”詞彙相對應,將來飛出太陽系到其他恆星的航行,可以稱為“航宇”。這樣,中國就有了“航天”一詞。“航天”一詞很快就被中國科學技術界普遍接受。
因此,我們將有關的事業、單位、人員和飛行器,都冠以“航天”的頭銜,如航天事業、航天局、航天員和航天器等等。
航宇
宇宙航行的範圍過於寬廣。我們知道,地球只不過是太陽系八大行星中一顆中等大小的行星,與太陽的距離約1.5億千米,即1個天文單位。而最遠的冥王星,離太陽近40天文單位。如果以彗星的活動範圍計算,太陽系的半徑為23萬天文單位。但太陽只不過是銀河系中一顆中等大小的恆星,銀河系中有1000多億顆恆星,銀河系的半徑達5萬光年。光年是光行進1年的距離,光速為30萬千米/秒,1光年大約是10萬億千米。可是,在宇宙中,有1000多億個像銀河系一樣的星系, 統稱河外星系,宇宙的尺度以100億光年計算。
同時,衝出地球大氣層在太陽系範圍內活動,與衝出太陽系在銀河系活動,它們對科學技術的要求不可同日而語。離太陽最近的恆星比鄰星,距離太陽達4.2光年,若以第三宇宙速度前往,即以16.7千米/秒的速度慣性飛行,需要7.5萬多年,到最近的河外星系——仙女座星系,則需要460多億年,因此,這是目前的技術所遠遠不能勝任的。
正是由於上述原因,我國著名科學家錢學森認為,宇宙航行應劃分為兩個階段,第一階段是在太陽系內活動,叫航天;第二階段是到銀河系乃至河外星系活動,叫航宇。他還指出,要實現航宇的理想,科學技術還需要若干次大的飛躍。
當前,人類還處在航天探索的前期發展階段。茫茫宇宙,我們才邁了個門檻。
星空浩瀚無比,探索永無止境。我個人很喜歡這樣一段話:“人類還沒有達到讓每一個個體都有探索太空或揚帆遠航的水平,但正是因為有他們這樣一群敢上天摘星、下海撈月的人,我們才得以有幸窺見造物主賜予我們的萬分之一的瑰麗和壯美。” 是的,感謝這些無所畏懼的探索者們,向他們致敬!
希望航天技術不斷發展,希望我們的航天器能飛得越來越快,希望我們的探索之路能走得越來越遠!
>End
本文轉載自“北亞航空”,原標題《航空航天的區別》。
為分享前沿資訊及有價值的觀點,太空與網路微信公眾號轉載此文,並經過編輯。
未按照規範轉載及引用者,我們保留追究相應責任的權利
部分圖片難以找到原始出處,故文中未加以標註,如若侵犯了您的權益,請第一時間聯絡我們。
HISTORY/往期推薦
充滿激情的新時代,
充滿挑戰的新疆域,
與踔厲奮發的引領者,
卓爾不群的企業家,
一起開拓,
一起體驗,
一起感悟,
共同打造更真品質,
共同實現更高價值,
共同見證商業航天更大的跨越!
——《太空與網路》,觀察,記錄,傳播,引領。
·《衛星與網路》編輯委員會
高階顧問:王國玉、劉程、童旭東、相振華、王志義、楊烈
·《衛星與網路》創始人:劉雨菲
·《衛星與網路》副社長:袁鴻翼,王俊峰
·微信公眾號(ID:satnetdy)團隊
編輯:豔玲、哈玫,周泳、邱莉、黃榕
主筆記者:李剛、魏興、張雪松、霍劍、樂瑜、刀子、趙棟
策劃部:楊豔、若㼆、李真子
視覺總監:董濘
專業攝影:馮小京、宋偉
設計部:顧錳、潘希峎、楊小明
行政部:姜河、林紫
業務部:王錦熙、瑾怡
原創文章轉載授權、轉載文章侵權、投稿等事宜,請加微信:18600881613
商務合作;展覽展廳設計、企業VI/CI及室內設計、企業文化建設及品牌推廣;企業口碑傳播及整體營銷傳播等,請加微信:13811260603
雜誌訂閱,請加微信:wangxiaoyu9960
·衛星與網路各分部:
成都分部負責人:沈淮
長沙分部負責人:賓鴻浦
西安分部負責人:郭朝暉
青島分部負責人:江偉
·衛星與網路總部負責人:農燕
·會議活動部負責人:喬顥益、許克新、董今福
· 投融資及戰略層面合作:劉雨菲
·本平臺簽約設計公司:一畫開天(北京)文化創意設計有限公司
· 航天加(深圳)股權投資基金管理負責人:楊豔