太空环境知识

宇宙航行是以整个宇宙空间为活动环境的，因此，我们必须对宇宙环境有一定的了解，就像汽车司机要了解道路环境、登山运动员要了解山地环境、航海人员要了解海洋环境一样。

在人类进入太空以前，人们只能对太空环境进行推测和理论研究。与人类对飞天的向往一样，人们构想了美丽的“天堂”，便有“上有天堂，下有苏杭”的比喻。现在我们知道，如果“天堂”是指太空的话，就生存环境来说，那是极大的谬误。

自宇宙大爆炸以后，宇宙的温度随着其膨胀而不断降低。虽然随后有恒星向外辐射热能，但恒星的数量是有限的，而且其寿命也是有限的，所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。经过l00多亿年的历程，太空已经成为高寒的环境。对宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射)的研究证明，太空的平均温度为-270.3℃。

在太空中，不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。例如，银河系有银河宇宙线辐射，太阳有太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射(太阳耀斑爆发时向外发射的高能粒子)和太阳风(由太阳日冕吹出的高能等离子体流)等。许多天体都有磁场，磁场能俘获上述高能带电粒子，形成辐射性很强的辐射带，如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见，太空还是一个强辐射环境。

宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氢和氦两种元素，其中氢占3/4，氦占l/4。后来它们大多数逐渐凝聚成团，从而形成星系和恒星。恒星中心的氢和氨递次发生核聚变，生成氧、氮、碳等较重的元素。在恒星死亡时，剩下的大部分氢和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氢，但非常稀薄，每立方厘米只有0.l个氢原子，在星际分子云中稍多一些，每立方厘米约l万个左右。我们知道，在地球大气层中，每立方厘米含有l0l0个氮和氧分子。由此可见，太空是一个高、真、空环境。

人类生存受宇宙环境的影响很大。太阳辐射是地球的光和热的主要源泉。太阳辐射能量的变化会影响地球环境。如太阳黑子出现的数量同地球上的降水量有明显的相关性。月球和太阳对地球的引力作用产生潮汐现象，并可引起风暴、海啸等自然灾害。太阳的短波紫外辐射对有机体的细胞质有损害作用，幸而大气层对所有小于2900埃波长的紫外辐射有遮蔽作用。地球也受宇宙射线的影响。一些遗传学家把地质时期的某些生物突变归咎为这种离子辐射。但这种离子辐射在一般含量水平下对生物体的直接影响，还有待于科学家研究。太阳辐射的紫外线、X射线的强度变化，会影响地球上的无线电短波通信。

随着航天事业的发展，人类开始进入宇宙环境。飞行器在升空过程中，人体在超重的影响下，活动受阻，呼吸困难，血液循环减弱，并会引起精神失常，甚至死亡。一旦飞行器进入飞行轨道，人就会处于不能自由支配自己行动的失重状态。神经系统失去平衡，会造成操作错误。在失重的影响下，尿中钙含量增高。宇宙空间没有空气，声音不能传播，即使是相距很近，也不能对话。宇宙环境缺氧、低压，充满各种对人有害的高能宇宙射线，宇航员必须穿宇航服。宇宙环境虽有壮观的太空星象使人感到新颖和兴奋，但毫无人间气息。

研究宇宙环境，是探索宇宙环境的各种自然现象及其发生的过程和规律，人类的空间活动同宇宙环境之间相互作用的关系，人和生物在空间飞行条件下的反应等，以便为星际航行、空间利用和资源开发提供科学依据。