没有人真正走出过,地球大气层远超过月球

海拔100 公里处,是地球大气层与外太空、航空与航天技术的分界线,但严格来讲,大气层并没有明确界线。俄罗斯太空研究院一项新研究便指出,地球大气最外层的散逸层范围远比过去认为的还要大,至少延伸了63 万公里;也就是说,我们的人造卫星、甚至天然卫星月亮都依然沐浴在大气层中。

地球大气层从地面依次往上分别为:对流层(0~7 或11 km)、平流层(7 或11~50 km,也称同温层,包含臭氧层)、中气层(50~85 km)、热成层(85~800 km,也称增温层,包含电离层),以及最外界的散逸层(800~2000 km,也称外气层)。

而科学界公认的外太空与地球大气层分界线称为卡门线(Kármán line),距离地表100 公里,接近热成层底端,界线之下为航空动力学,最主要的飞行器比如飞机;界线之上为按照天体力学规律运动的太空动力学,飞行器有人造卫星、太空探测器、航天飞机、空间站等。

但大气层远比想象中还要复杂,气体分子不会在一个高度上声明集体消散,而是渐进式逸散。在散逸层的最外层区域,有一团称为地冕(geocorona)的微弱中性氢云,散射太阳远紫外线中的中性氢而发出光(莱曼 α 光)。

以前,科学家认为地冕距离地球约20 万公里,然而根据NASA 与ESA 合作发射的太阳和太阳圈探测器数据,俄罗斯太空研究院(Russia’s Space Research Institute,SRI)团队现在发现,地冕与地球距离可延伸达63 万公里,或者说地球直径的50 倍,而月球距离地球才38.44 公里。

太阳和太阳圈探测器(Solar and Heliospheric Observatory,SOHO)放置在日-地系统的L1 点,自1996 年5 月起投入运转,配有12 台主要科学仪器,其中太阳风异向性仪器(Solar Wind Anisotropies instrument,SWAN)能利用太阳光谱谱线关注氢原子信号,从外太空精准探测地冕边界。 (莱曼α 光会被地球大气吸收,因此只能从太空观察)

对于那些外气层能检测到氢的类地行星来说,代表它们的地表通常也能发现水气,比如火星、金星,给给人类一丝希望,无论是寻找外星生命也或以后的殖民打算。然而新研究告诉我们,到目前为止,我们还没有任何人、任何科学仪器真正走出地球大气层。 新论文发布在《Geophysical Research: Space Physics》期刊。

太阳和太阳圈探测器。 (Source:欧洲太空总局)