空间站（space station）又称太空站、航天站 。 是一种在近地轨道长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器 。 一般来说 ， 空间站大都在约400公里高度的轨道上运行 ， 比如 ， 我国的天宫一号、天宫二号空间实验室 ， 目前仍在轨运行的国际空间站 ， 以及未来我们即将开展建造的中国空间站 。 那么问题来了 ， 空间站为什么只飞400公里高 ， 不飞高点呢？
大家从平时接触到的知识中也很容易知道 ， 航天发射是非常昂贵的 。 空间站飞往更高的轨道需要提供更多的能量 ， 对运载火箭的运载能力是一个很大的考验 。 如果要把成吨的设备携带到较高的高度 ， 一来没有太大必要 ， 二来成本也过于高昂 。
实际上太空和地球大气层并没有明确的边界 ， 因为大气随着海拔增加而逐渐变薄 。 国际航空联合会将100公里的高度定义为大气层和太空的界线 ， 即“卡门线” ， 卡门线外为太空 。
100公里高度以上就被认为是太空 。 一般太空实验所关心的接近真空的环境、无云层遮挡的望远镜观测优势、近乎无重力的实验条件等等 ， 400公里高度都足以满足 。
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另一方面 ， 还考虑到航天员和空间站本身的安全问题 。 在地球周围存在的磁场会控制一些带电的电子和离子 ， 与来自太阳风的高能粒子对抗 ， 并且通过一些物理过程注入来自太阳风的高能粒子 ， 或是加速地球周围本身的带电粒子 。
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辐射带示意图
在地球周围存在名为“范艾伦辐射带”的空间区域 ， 它大致分成1500-5000公里和13000-20000公里的高度范围 ， 在空间天气扰动的时候还会向上、向下扩张 ， 这里有着能量非常高、密度也非常大的带电粒子 ， 对飞行在其中的飞行器伤害很大 。 特别的 ， 因为地磁场本身不是对称的 ， 在南大西洋上方（也就是俗称的“百慕大”附近）的地磁场形态导致这里的辐射带高度比较低 ， 在有扰动的时候可能只有1000公里高度左右 ， 空间站飞高了就很容易进入到辐射带当中 。
那如果让空间站飞几万公里高呢？地球朝向太阳正面的磁层在太阳活动强烈时也可能压缩到3万公里附近 ， 此时空间站也可能沐浴在太阳风的高能粒子当中 。
一旦发生这两种情况 ， 让空间站进入到高能粒子区域 ， 不仅对航天员的生命健康是巨大的威胁 ， 还会伤害仪器设备 。 因此 ， 空间站飞行在400公里高度附近是比较安全而合适的 。
来源/中国载人航天
文/王铮
【辐射带|空间站为什么只飞400公里高，不再飞得高点呢？】[责任编辑: ]
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