自宇宙大爆炸以后，隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低，現(xiàn)在，太空已成為高寒的環(huán)境，平均溫度為零下270.3℃。

在太空中，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。如太陽有太陽電磁輻射，太陽宇宙線輻射和太陽風(fēng)，太陽宇宙線輻射是太陽在發(fā)生耀斑爆發(fā)時向外發(fā)射的高能粒子，而太陽風(fēng)則是由日冕吹出的高能等離子體流。

許多天體都有磁場，磁場俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射很強(qiáng)的輻射帶，如在地球的上空，就有內(nèi)外兩個輻射帶。由此可見，太空還是一個強(qiáng)輻射環(huán)境。

太空還是一個高真空，微重力環(huán)境。重力僅為百分之一到十萬分之一g (g-重力加速度) ，而人在地面上感受到的重力是1g。

熱成層(電離層，80～370千米)和外大氣層(電離層，370千米以上)。

太空環(huán)境

地球上空的大氣約有3/4在對流層內(nèi)，97%在平流層以下，平流層的外緣是航空器依靠空氣支持而飛行的最高限度。

某些高空火箭可進(jìn)入中間層。人造衛(wèi)星的最低軌道在熱成層內(nèi)，其空氣密度為地球表面的1%。

在1.6萬千米高度空氣繼續(xù)存在，甚至在10萬千米高度仍有空氣粒子。從嚴(yán)格的科學(xué)觀點(diǎn)來說，空氣空間和外層空間沒有明確的界限，而是逐漸融合的。

聯(lián)合國和平利用外層空間委員會科學(xué)和技術(shù)小組委員會指出，目前還不可能提出確切和持久的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來劃分外層空間和空氣空間的界限。近年來，趨向于以人造衛(wèi)星離地面的最低高度(100～110)千米為外層空間的最低界限。

據(jù)第一段說：“自宇宙大爆炸以后，隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低?！彪m然隨后有恒星向外輻射熱能，但恒星的數(shù)量是有限的，而且其壽命也是有限的，所以宇宙的總體溫度是逐漸下降的。經(jīng)過100多億年的歷程，太空已經(jīng)成為高寒的環(huán)境。對宇宙微波背景輻射(宇宙大爆炸時遺留在太空的輻射)的研究證明，太空的平均溫度為零下270.3℃。

在太空中，不僅有宇宙大爆炸時留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。例如，銀河系有銀河宇宙線輻射，太陽有太陽電磁輻射、太陽宇宙線輻射(太陽耀班爆發(fā)時向外發(fā)射的高能粒子)和太陽風(fēng)（由太陽日冕吹出的高能等離子體流等）。許多天體都有磁場，磁場俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射性很強(qiáng)的輻射帶，如在地球的上空，就有內(nèi)外兩個輻射帶。由此可見，太空還是一個強(qiáng)輻射環(huán)境。宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氫和氦兩種元素，其中氫占3/4，氦占1/4。后來它們大多數(shù)逐漸凝聚成團(tuán)，形成星系和恒星。恒星中心的氫和氦遞次發(fā)生核聚變，生成氧、氮、碳等較重的元素。在恒星死亡時，剩下的大部分氫和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氫，但非常稀薄，每立方厘米只有0.1個氫原子，在星際分子區(qū)中稍多一些，每立方厘米約1萬個左右。

太空環(huán)境除有超低溫、強(qiáng)輻射和高真空等特點(diǎn)外，還有高速運(yùn)動的塵埃、微流星體和流動星體。它個具有極大的動能，1毫克的微流星體可以穿透3毫米厚的鋁板。

比較

天體上的環(huán)境與太空環(huán)境比較

隨著航天事業(yè)的發(fā)展，在太空中廢棄的人造地球衛(wèi)星等航天器也逐漸增多，還有進(jìn)入軌道的上面級火箭。它們有的被人為遙控炸毀，有的自行分裂成碎片。這些碎片將在一定的時間內(nèi)繼續(xù)繞地球飛行，在太空形成新的環(huán)境特點(diǎn)，即“太空垃圾”。太空垃圾的運(yùn)行速度也較高，對使用中的航天器造成撞擊威脅。地球之外各天體上的環(huán)境，不像太空空間環(huán)境那樣千篇一律。就太陽系來說，各行星、衛(wèi)星上環(huán)境也很不相同。它們有的沒有大氣(如水星、月球)，（有的有稀薄的大氣如火星），有的有濃密的大氣(如金星、木星)，而大氣的成份也各不相同，如金星大氣主要是二氧化碳，木星大氣主要是氫，有的有磁場，有的有固體表面(如水星、金星、火星、月球)，有的沒有固體表面（如木星、天王星、海王星），有的表面溫度很高(如金星高達(dá)470℃)，有的表面溫度極低(如冥王星最低達(dá)-253℃)，彗星則完全是塵埃冰塊組成的，如此等等。需要對具體天體來具體分析。

航天器獨(dú)特的環(huán)境

在太空飛行的航天器，除遇到上述自然環(huán)境外，還有獨(dú)特的誘導(dǎo)環(huán)境，即在太空環(huán)境作用下、航天器某些系統(tǒng)工作時所產(chǎn)生的環(huán)境。它主要有以下幾種。

極端溫度環(huán)境。航天器在太空真空中飛行，由于沒有空氣傳熱和散熱，受陽光直接照射的一面，可產(chǎn)生高達(dá)100℃以上的高溫。而背陰的一面，溫度則可低至 -100℃~ -200℃。

高溫、強(qiáng)振動和超重環(huán)境。航天器在起飛和返回時，運(yùn)載火箭和反推火箭等點(diǎn)火和熄火時，會產(chǎn)生劇烈的振動。航天器重返大氣層時，高速在稠密大氣層中穿行，與空氣分子劇烈摩擦，使航天器表面溫度高達(dá)1000℃左右。航天器加速上升和減速返回時，正、負(fù)加速度會使航天器上的一切物體產(chǎn)生巨大的超重。超重以地球重力平均加速度（其符號為"g"，g 約為9.8米/平方秒 ）的倍數(shù)來表示。載人航天器上升時的最大超重達(dá)8g，返回時達(dá)10g，衛(wèi)星返回時的超重更大些。

失重和微重力環(huán)境。航天器在太空軌道上作慣性運(yùn)動時，地球或其他天體對它的引力（重力）正好被它的離心力所抵消，在它的質(zhì)心處重力為零，即零重力，那里為失重環(huán)境。而質(zhì)心以外的航天器上的環(huán)境，則是微重力環(huán)境，那里的重力非常低微。

失重和微重力環(huán)境是航天器上最為寶貴的獨(dú)特環(huán)境。在失重和微重力環(huán)境中，氣體和液體中的對流現(xiàn)象消失，浮力消失，不同密度引起的組分分離和沉浮現(xiàn)象消失，流體的靜壓力消失，液體僅由表面張力約束，潤濕和毛細(xì)現(xiàn)象加劇等等?？傊?，它造成了物質(zhì)一系列不可捉摸的物理特性變化，提供了一種極端的物理條件。利用這些地面上難得的環(huán)境條件，可進(jìn)行許多地面上難以進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗，生產(chǎn)地面上難以生產(chǎn)的特殊材料、昂貴藥品和工業(yè)產(chǎn)品等。

神七飛行期間

神七飛行期間太空環(huán)境整體良好

中國科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報中心經(jīng)過5個多月的精確計算與分析，認(rèn)為神舟七號載人航天飛行期間太空環(huán)境整體良好。

空間環(huán)境分析預(yù)報顯示，近兩到三年都處于太陽活動低年時期，太陽沒有大的能量釋放與爆發(fā)，地球空間也相對平靜，適合開展載人航天活動。

對于將于25日發(fā)射的神舟七號載人飛船，一個好的空間環(huán)境是非常關(guān)鍵的。如果遇到高能粒子輻射、低磁場等災(zāi)害性空間環(huán)境事件，航天員的生命安全將受到威脅。

針對神七飛行，中國科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報中心主任龔建村介紹說，空間環(huán)境受多方面因素影響，其中最主要的自然因素是太陽活動。每隔11年太陽會從活動頻繁到相對平靜的狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換，在太陽活動頻繁的時期，會突然發(fā)生空間環(huán)境災(zāi)害性事件。

中國科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報中心提前5個月就開始對空間環(huán)境進(jìn)行綜合分析并進(jìn)行預(yù)報，在工程選擇的范圍內(nèi)推薦和建議任務(wù)時段。

如果確實(shí)出現(xiàn)惡劣的太空環(huán)境，預(yù)報中心會建議縮短或改變?nèi)蝿?wù)時間，甚至取消任務(wù)。

2008年4月底，預(yù)報中心做了第一次預(yù)報，此后他們對預(yù)報不斷修正，臨近飛船發(fā)射時，預(yù)報頻率加大到每天一次。

龔建村說：“從神一到神六，每次都是這樣做的，因為越接近任務(wù)時間，預(yù)報結(jié)果越準(zhǔn)確，所以必須不斷修正預(yù)報結(jié)果?！?/p>

龔建村還介紹，現(xiàn)在是太陽活動低年，按照11年一個周期來計算，接下來太陽活動就會上升到高年。這也就意味著未來載人航天的很多任務(wù)要面臨更惡劣的環(huán)境，那個時候空間環(huán)境保障任務(wù)就會變得更加艱巨。

澳大利亞一項最新研究發(fā)現(xiàn)人類干細(xì)胞在模擬微重力環(huán)境下與正常條件下發(fā)育表現(xiàn)大不相同。這項發(fā)現(xiàn)可能會對空間移民和長期空間飛行具有重大意義。澳大利亞研究人員利用NASA開發(fā)的旋轉(zhuǎn)容器模擬微重力環(huán)境，發(fā)現(xiàn)人類干細(xì)胞蛋白質(zhì)的表達(dá)與在地球重力下有很大差異。微重力細(xì)胞中有大約64%的蛋白質(zhì)在對照模式組中沒有出現(xiàn)。微重力細(xì)胞中包含的涉及骨質(zhì)損壞和控制鈣的蛋白質(zhì)在平常的地球重力細(xì)胞中都不存在。胚胎干細(xì)胞可以分化身體數(shù)百種細(xì)胞類型中的任何一種。21歲的伊麗莎白·布拉韋爾（Elizabeth Blaber）是此項研究的參與者，上月他們在休斯敦舉行的太空生物學(xué)會議上發(fā)表了一篇論文。

空間旅行會損害人的身體，宇航員在外太空會表現(xiàn)出肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松和心率過慢等癥狀。悉尼新南威爾士大學(xué)的布倫丹·伯恩斯（Brendan Burns）領(lǐng)導(dǎo)的這個研究團(tuán)隊表示，研究人員已經(jīng)在此領(lǐng)域開展了大量研究工作，但是在細(xì)胞層面所做的工作還比較少。

發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞在微重力作用下表達(dá)不同的蛋白質(zhì)可以幫助解釋成年人的肌肉和骨胳變化。研究還發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞中抗氧化劑水平會隨著時候的推移而降低，這可以解釋為什么在太空中傷口愈合非常緩慢。

上個月發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)升空攜帶的鼠干細(xì)胞實(shí)驗已經(jīng)從國際空間返回，當(dāng)研究人員仔細(xì)審閱實(shí)驗結(jié)果后，將有更多的太空干細(xì)胞研究信息發(fā)布。在此項太空實(shí)驗中，老鼠干細(xì)胞被放置在一個小型反應(yīng)容器內(nèi)，并提供條件讓它們能夠分化。在地球上，老鼠干細(xì)胞是研究干細(xì)胞分化和發(fā)育的模型。NASA的研究人員仍然在分析結(jié)果。

盡管成人體內(nèi)沒有胚胎干細(xì)胞，但是這類研究對理解在太空中生活對身體健康的影響非常重要，或許將來會對人類在太空生育后代有意義。

相關(guān)知識

太空環(huán)境、天體環(huán)境與航天器環(huán)境
太空醫(yī)療：極限環(huán)境如何救援
太空自然環(huán)境是怎樣影響航天活動的？
太空食品和環(huán)境控制，讓宇航員在太空中也能吃得好，住得好
太空中的稱重奧秘：失重環(huán)境下的質(zhì)量測量(在太空稱重原理是什么)
太空醫(yī)療：極限環(huán)境如何救援—新聞—科學(xué)網(wǎng)
特殊傳感器有效監(jiān)測太空艙環(huán)境健康狀況
太空失重環(huán)境對人體的影響及恢復(fù)方法
失重環(huán)境威脅宇航員健康 美研究治療太空病
循環(huán)用水、太空空調(diào)、WiFi覆蓋 太空“出差”用上哪些高科技

網(wǎng)址: 太空環(huán)境 http://www.u1s5d6.cn/newsview944630.html