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(xiàn)。如太陽(yáng)有太陽(yáng)電磁輻射，太陽(yáng)宇宙線(xiàn)輻射和太陽(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)宇宙線(xiàn)輻射是太陽(yáng)在發(fā)生耀斑爆發(fā)時(shí)向外發(fā)射的高能粒子，而太陽(yáng)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(chǎng)，磁場(chǎng)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(gè)輻射帶。由此可見(jiàn)，太空還是一個(gè)強(qiáng)輻射環(huán)境。

太空還是一個(gè)高真空，微重力環(huán)境。重力僅為百分之一到十萬(wàn)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(duì)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(wàn)千米高度空氣繼續(xù)存在，甚至在10萬(wàn)千米高度仍有空氣粒子。從嚴(yán)格的科學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，空氣空間和外層空間沒(méi)有明確的界限，而是逐漸融合的。

聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)科學(xué)和技術(shù)小組委員會(huì)指出，目前還不可能提出確切和持久的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分外層空間和空氣空間的界限。近年來(lái)，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(shuō)：“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(guò)100多億年的歷程，太空已經(jīng)成為高寒的環(huán)境。對(duì)宇宙微波背景輻射(宇宙大爆炸時(shí)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(shí)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(xiàn)。例如，銀河系有銀河宇宙線(xiàn)輻射，太陽(yáng)有太陽(yáng)電磁輻射、太陽(yáng)宇宙線(xiàn)輻射(太陽(yáng)耀班爆發(fā)時(shí)向外發(fā)射的高能粒子)和太陽(yáng)風(fēng)（由太陽(yáng)日冕吹出的高能等離子體流等）。許多天體都有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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(gè)輻射帶。由此可見(jiàn)，太空還是一個(gè)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(lái)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(shí)，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(gè)氫原子，在星際分子區(qū)中稍多一些，每立方厘米約1萬(wàn)個(gè)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(dòng)的塵埃、微流星體和流動(dòng)星體。它個(gè)具有極大的動(dòng)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(jí)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(shí)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(duì)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(yáng)系來(lái)說(shuō)，各行星、衛(wèi)星上環(huán)境也很不相同。它們有的沒(méi)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(chǎng)，有的有固體表面(如水星、金星、火星、月球)，有的沒(méi)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(duì)具體天體來(lái)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(shí)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(méi)有空氣傳熱和散熱，受陽(yáng)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(dòng)和超重環(huán)境。航天器在起飛和返回時(shí)，運(yùn)載火箭和反推火箭等點(diǎn)火和熄火時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。航天器重返大氣層時(shí)，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(shí)，正、負(fù)加速度會(huì)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(hào)為"g"，g 約為9.8米/平方秒 ）的倍數(shù)來(lái)表示。載人航天器上升時(shí)的最大超重達(dá)8g，返回時(shí)達(dá)10g，衛(wèi)星返回時(shí)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(dòng)時(shí)，地球或其他天體對(duì)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(duì)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(rùn)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?xiàng)l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(yàn)，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(guó)科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心經(jīng)過(guò)5個(gè)多月的精確計(jì)算與分析，認(rèn)為神舟七號(hào)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(bào)顯示，近兩到三年都處于太陽(yáng)活動(dòng)低年時(shí)期，太陽(yáng)沒(méi)有大的能量釋放與爆發(fā)，地球空間也相對(duì)平靜，適合開(kāi)展載人航天活動(dòng)。

對(duì)于將于25日發(fā)射的神舟七號(hào)載人飛船，一個(gè)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(chǎng)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(duì)神七飛行，中國(guó)科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心主任龔建村介紹說(shuō)，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(yáng)活動(dòng)。每隔11年太陽(yáng)會(huì)從活動(dòng)頻繁到相對(duì)平靜的狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換，在太陽(yáng)活動(dòng)頻繁的時(shí)期，會(huì)突然發(fā)生空間環(huán)境災(zāi)害性事件。

中國(guó)科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心提前5個(gè)月就開(kāi)始對(duì)空間環(huán)境進(jìn)行綜合分析并進(jìn)行預(yù)報(bào)，在工程選擇的范圍內(nèi)推薦和建議任務(wù)時(shí)段。

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

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

龔建村說(shuō)：“從神一到神六，每次都是這樣做的，因?yàn)樵浇咏蝿?wù)時(shí)間，預(yù)報(bào)結(jié)果越準(zhǔn)確，所以必須不斷修正預(yù)報(bào)結(jié)果?！?/p>

龔建村還介紹，現(xiàn)在是太陽(yáng)活動(dòng)低年，按照11年一個(gè)周期來(lái)計(jì)算，接下來(lái)太陽(yáng)活動(dòng)就會(huì)上升到高年。這也就意味著未來(lái)載人航天的很多任務(wù)要面臨更惡劣的環(huán)境，那個(gè)時(shí)候空間環(huán)境保障任務(wù)就會(huì)變得更加艱巨。

澳大利亞一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)人類(lèi)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(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)對(duì)空間移民和長(zhǎng)期空間飛行具有重大意義。澳大利亞研究人員利用NASA開(kāi)發(fā)的旋轉(zhuǎn)容器模擬微重力環(huán)境，發(fā)現(xiàn)人類(lèi)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(duì)照模式組中沒(méi)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(lèi)型中的任何一種。21歲的伊麗莎白·布拉韋爾（Elizabeth Blaber）是此項(xiàng)研究的參與者，上月他們?cè)谛菟苟嘏e行的太空生物學(xué)會(huì)議上發(fā)表了一篇論文。

空間旅行會(huì)損害人的身體，宇航員在外太空會(huì)表現(xiàn)出肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松和心率過(guò)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(gè)研究團(tuán)隊(duì)表示，研究人員已經(jīng)在此領(lǐng)域開(kāi)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(huì)隨著時(shí)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(gè)月發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)升空攜帶的鼠干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)已經(jīng)從國(guó)際空間返回，當(dāng)研究人員仔細(xì)審閱實(shí)驗(yàn)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(xiàng)太空實(shí)驗(yàn)中，老鼠干細(xì)胞被放置在一個(gè)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(méi)有胚胎干細(xì)胞，但是這類(lèi)研究對(duì)理解在太空中生活對(duì)身體健康的影響非常重要，或許將來(lái)會(huì)對(duì)人類(lèi)在太空生育后代有意義。

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