中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

不一定非要400公里，而是200-500公里范围之内。

在Heavens-Above上查询空间站的过境信息。

▲中国空间站的轨道近地点高度是375公里，远地点高度是385公里，轨道倾角41.5°。

▲国际空间站的轨道近地点高度是419公里，远地点高度是422公里，轨道倾角51.6°。

▲这是国际空间站在过去一年的运行高度。每一次重新点火，国际空间站的高度会突然增加，之后又受大气阻尼影响逐渐降低。其降低的速度并不固定，这是因为地球外层大气密度的微小改变，这种改变多数情况下是受太阳活动影响。

还有几个已经销毁的空间站的轨道信息：

礼炮六号空间站轨道近地点高度是219公里，远地点高度是275公里，轨道倾角51.6°。

和平号空间站轨道近地点高度是350公里，远地点高度是400公里，轨道倾角51.6°。

天空实验室轨道近地点高度是430公里，远地点高度是442公里，轨道倾角50°。

所以空间站轨道高度选择在200-500公里之间。

为何要选择这个高度范围？简单来说，就是这个范围的轨道高度是最合适的。

国际上将100公里高度视为大气层与外太空的界限，超过100公里高度就可以获得无云层遮挡和几乎无重力的实验条件，不过在200公里内残余的大气阻力仍很大，轨道运行需要消耗的推进剂太多。如果超过500公里，飞船将进入或接近地球辐射带，那里的高能粒子辐射能力很强，可能穿透航天器，对航天员造成伤害，同时增加发射成本和运送补给的成本。

所以200-500公里之间最合适，低了或者高了都不划算。

空间站的最佳运行高度不是常数，而是随着太阳活动情况和补给频繁次数变化。在太阳活动高年期间，空间站轨道高度应提高。当空间站的补给次数增加时，空间站的最佳运行高度应该下降。

中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

定在距离地面400公里高度，是有重大原因的！

空间站之所以都是在400公里高度左右，是综合考虑的结果，要考虑到发射成本以及方便沟通等等环节，因此400公里是目前空间站所处的最佳位置。

我们的地球是由大气层所包围的，这是一层因为地球引力而依附的混合气体，包围着地球，它整体厚度在1000千米左右，越往上越稀薄，根据大气层的表现情况不同，我们又将大气层分为对流层，平流层，臭氧层，中间层，热层和散逸层。散逸层在向上，也就是我们俗称的外太空。

热层呢，也叫做暖层，又叫做增温层，它位于中间层和散热层之间，厚度有大约400千米，我们的空间站就处在这个热层里。

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距离地球80千米以上，480千米以下的大气层，我们称之为热层，这个空间之中因为接受太阳的短波辐射，拥有很多游弋的电离子，电离层也就是在这个环境之中。

热层中因为有丰富的电离子，空气中富含非常多的电子能量，这个能量是一个反射无线电波的，因此在这个环境当中，无线电传输的速度和功率都很大，人们可以在这个环境当中做远距离传输。利用这个特性，我国空间站已经实现了WiFi全覆盖，休息的时候宇航员们甚至可以打打游戏，玩玩吃鸡。

此外，热层之所以叫做热层，是因为它的温度很高，太阳活动强的时候温度最高可以达到2000k（1726.85 摄氏度），温度高有利于航天器元器件的运行，温度太低是非常容易破坏元器件的。

发射火箭的成本是非常高的，日本的H-2A型火箭，每次发射是需要花费10.3~11.7亿元的，美国的德尔塔-4型火箭，发射一次的成本在9.64亿元。俄罗斯的质子号火箭，发射一次的成本在6.2亿元。

运载火箭的发射成本包括推进剂成本，发射场地成本，各种人力成本测试成本等等，其中推进剂的成本是大头。运载火箭是以燃烧产生的热气流推进，利用反向力前进，推进剂的构成是燃烧剂和氧化剂结合的，在没有氧气的太空中依然能够前进，成本不低。

400公里的高度，携带的推进剂并不是很多，发射成本会低很多，同样重的推进剂会携带更多的货物，有利于空间站的运行。

我国对于太空的建设，起步比较晚，如何降低成本做更多的实验，是现如今我们需要考虑的问题，也是全世界都在考虑的问题。

很多人在这里不免又有一些疑问，为了节省推进剂，轨道的高度为什么不低一些呢。

这里就要说到地球的引力，航天器无时无刻受到引力的吸附，为了保持在天上的高度，空间站需要很快的速度来运摆脱引力，但保持速度需要燃料，这个消耗也是非常庞大的。轨道高度低，摩擦力大，消耗的燃料会更多，因此400公里的高度是综合考虑以后的结果。

这里就不得不提一下我国空间站携带的霍尔推进器了，它是利用电产生离子电流，形成电场，利用电磁场的力量，让电离子高速喷出，产生推力。曾经的霍尔推进器产生的推力比较小，如今经过我国科研人员的攻关，已经可以产生1牛的推力了，不要小看一牛推力，虽然只有9.8公斤，但是在真空坏境里足以把航天器推到火星上。

范艾伦辐射带是美国物理学家詹姆斯·范艾伦在1958年发现的，他认为在地球大气层中包围着很多高能粒子辐射，呈带状分布，这些粒子是由地球引力捕获的，对航天器和卫星有很大的危险性，因此全世界都有一个共同的认知，就是航天器一定要规避这些高能粒子，在他们的缝隙中活动。

一般认为，范艾伦辐射带分为内外两段，内带在1500到5000千米，外带在13000到20000千米，我们的航天器在夹缝中活动就好。

实际上，国际空间站和咱们的中国空间站，运行轨道也并不是一成不变的，环绕地球有很多太空垃圾，我们的空间站随时都要做好变轨的准备，中国空间站核心舱一共配置了30台发动机，其中有22台小型的发动机是用来控制在太空中航天器姿态的，还有4台大功率霍尔推进机，用来给空间站增加运行速度，防止被地球引力捕捉的，还有4台大推力发动机是用来变轨的。

总之，空间站在400千米高空的轨道上运行，是有一定依据的，是结合了经济，安全，沟通等等于一体才做错的最佳决定，当然了，历史上也有不在这一高度运行的空间站，苏联礼炮系列空间站运行高度就在200千米左右，苏联的和平号空间站在300多千米的轨道运行15年。

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中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

人类生存的地球，被大气层紧紧包裹；大气层又分为五层，第一层为对流层，以次是平流层、中间层和电离层，最外一层是距地球800公以外的太空，对此也没有严格意义上的界定。即使在1000公里到16000公里外的太空，仍有极其稀薄的大气。

地球本身至高空10一20千米，通常被称为对流层。其间温度随高度的升高而降低，对流层内每升高1000米，大气温度约下降5一6度。

平流层在距离地球30一50公里处，此处晴朗无云，天气变化小。氧分子在紫外线的作用下，形成高密度而且稳定的臭氧层，象一道坚固的铜墙铁壁，环绕着整个地；保护着地球上的一切生物，免受紫外线和各种高能粒子的侵袭。

中国空间站，正处在大气层中的电离层中间，距离地球400公里，此处带电粒子活跃，产生的热量充足，又被称为暖层。

凡事需要循序渐进，太遥远的地方，人类就目前的科技航天水平而言，尚且力不从心。无论是大功率的推进器，还是各项科研指标，在400公里的轨道上设置空间站，是人类探索太空最适宜的中转站。也是由此向纵深发展的基础，且不可急功近力，劳民而伤财。

中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

一旦被迫进行自卫反击战，一枚空天弹头，以每小时400公里的速度进行反击（甚至还要更快），侵略国能拦截的防御性武器基本为零。

大概10-15秒，一枚弹头从太空自由落体下来，就问现在的几个超级大国能拦截住的有几位。

没有任何的提前预警，更没有现在任何的武器技术可以进行阻止（除非研究出“穹顶”保护壳，目前某个国家已经在研究了）。

一枚弹头只能摧毁一片区域，十枚弹头可以完全摧毁一个国土面积占全世界前五的国家。

如果每颗卫星都携带5-10弹头呢。这就是现在为什么这个星球上，超级大国永远都不可能打起来的主要原因。

不过，目前完全掌握这项技术的国家只有五个。

“小国各种打，背后有大哥；大哥不敢打，怕回寒武纪。”

中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

400公里的高度既够用、又安全、还省钱、往返也比较方便！空间站建在400公里这个高度是最合适的。

2021年4月29日，中国空间站“天和”核心舱发射成功，负责运载托举的是长征五号运载火箭，在几分钟时间内，核心舱就到达了400公里左右的既定高度。

6月17日，神舟十二号载人飞船，将聂海胜、刘伯明、汤洪波三位航天员顺利送上了“天和”核心舱，中国人首次进入自己的空间站。

7月4日，航天员刘伯明、汤洪波，身着新一代“飞天”舱外航天服，执行了了约7个小时的出舱任务，我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。

2021年是我国载人航天空间站进入关键实施阶段的一年，计划完成天和一号核心舱、天舟二号、神舟十二号、天舟三号、神舟十三号等五次发射任务。在接下来的任务中，我国还要进行2次舱段发射，3次物资运输和3次人员运输。

而运转了二十多年的国际空间站已经严重老化，很可能在2024年左右退役，到那个时候，中国将成为唯一拥有在轨空间站的国家。

经常关注空间站动向的朋友可能知道，无论是国际空间站，还是中国的天宫空间站，都是在距离地面400公里左右的高度，以每天绕地16圈的速度在飞行。

这个快的飞行速度可以理解，毕竟航天器绕地飞行需要达到第一宇宙速度，也就是说空间站至少要达到7.9公里/秒左右的速度，才能保持不掉下来。

但是选择在400公里的高度，又有哪些原因呢？我认为主要有以下四点：

上个世纪，美国和苏联争相建造太空舱或者太空实验室，主要目的是秀肌肉。但是后来的国际空间站，以及我国的天宫空间站，建造的主要目的是进行科研。

空间站就是要打造一个失重、真空的环境，来进行一些在地面上很难完成的科学实验，空间站就是一座建在太空的实验室。

中国空间站的天和核心舱，安放了4个实验柜，未来要发射的1号实验舱和2号实验舱，分别要安放5个和7个实验柜，这些实验柜将成为空间站主要的实验场所。

很多人对空间站400公里的高度没有太多概念，觉得这个高度已经非常高了，甚至高到突破了地球引力！否则空间站的失重环境是怎么产生的？

其实400公里对地球而言真的不高，甚至可以忽略不计，因为在空间站上的地球引力和在地面上的引力几乎没有区别。地球同步卫星轨道的高度在35786公里，人造卫星在那个位置都无法脱离地球引力。

或者干脆一点，咱们直接拿月球来举例，月球距离地球的平均距离是38.44万公里，即使这么高的月球，它也只是地球的一颗卫星，无法摆脱地球的引力。

事实上空间站的失重环境，并不是说没有重力，而是绕地飞行时产生的离心力，与地球引力互相抵消而产生的失重状态。

而且靠着飞行速度产生离心力，和地球引力相互抵消来制造失重环境，根本不需要400公里的高度，只是低于这个高度会有其他因素的影响，这些因素在下文会提到。

总之，把空间站建造在距离地面400公里的高度，已经完全够用了。空间站靠着绕地飞行，已经能够产生实验所需的失重环境，没有必要再往高处飞。

前面我们提到，空间站想要绕地飞行不落下来，需要保持至少7.9公里/秒的速度，保持高速飞行一种方式是靠动力，另一种方式是减少阻力。中学物理的知识告诉我们，当一个物体没有阻力的时候，不是静止就是以初始速度匀速运动。

如果靠动力维持空间站的速度显然是不现实的，那么只能尽量减少阻力。在400公里的高空之中，几乎是一种真空状态，也就是说没有空气阻力来降低空间站的飞行速度。

所以说，一旦运载火箭将空间站发射到400公里高的预定轨道，并给予第一宇宙速度的初始速度，空间站就会一直绕地飞行，而且不再需要任何动力。

如果低于了400公里这个高度，空间站就会受到很多干扰因素，无法正常运行。

我们生活的大气层，分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。对流层和平流层不用多说，空间站肯定不能在此处飞行，因为大气成分主要集中在这两层，空气的阻力使得空间站根本无法维持第一宇宙速度。

距离地面50公里到80公里的位置是中间层，进入大气的大部分流星体，都是在中间层燃尽的，所以中间层也不能建造空间站，否则空间站会烧掉。

中间层以上就是热层了，也叫做暖层，高度范围是距离地面80公里到500公里左右，该层几乎没有空气的存在，这里有空间站运行所需的真空环境。

那么为什么空间站要在接近热层顶部的400公里处飞行呢？低一点不行吗？毕竟中间层的底部才80公里！

这是因为中间层可能会受热膨胀影响热层，甚至会膨胀到240公里的高度，为了确保万无一失，空间站的高度要在热层的顶部。

当然了，400公里的高空也不是完全真空，此处仍然会有特别微量的空气成分对空间站造成阻力，这使得空间站每个月降低两公里左右的高度。所以每过一段时间，空间站就需要自身的动力系统，将高度抬升一点。

总之，距离地面400公里的高度，拥有空间站飞行所需的真空环境，不受地球大气层底部空气的影响。

空间站的运营成本是非常昂贵的，比如国际空间站运行的十年时间，差不多花费了1600亿美元，而且大部分花在了运输上，也就是火箭发射成本。

中国空间站的建造不是一次发射完成的，也不可能一次性完成。我国规划的空间站总质量，大概在100吨出头，没有哪个火箭具备这样的运载能力。

火箭发射的成本是巨大的，而且随着发射高度的增加，成本会成倍增加，将空间站建造在尽可能低的位置，可以降低发射成本。

中国空间站预计在2022年前后完成建造，期间要进行12次飞行任务。建造完成后需要保持空间站长期载人，这需要不断的往空间站运送航天员和各种物资。

而每一次发射，都需要很大的成本，将空间站建在尽可能低的位置，大大的降低了费用，这也是世界上大部分太空舱、太空实验室以及空间站建立在400公里高度的原因。

这里介绍一个概念：回归轨道。

回归轨道是卫星星下点轨迹呈周期性重叠的轨道，重叠的周期称为“回归周期”，在回归轨道运行的卫星，每经过一个回归周期，卫星会重新依次经过各地上空。

如果觉得绕口，咱们就换一种说法，位于回归轨道的飞行器，每隔一段时间又会回到飞行初始的位置，而且成周期性。

回归轨道又分为2天回归轨道和3天回归轨道，中国空间站选择了3天回归轨道，也就是说每隔约3天，星下点轨迹就会重叠一次。

这样做的好处是，如果飞船在发射时遇到一些特殊情况无法按时发射，那么三天后再次发射仍然可以保持飞船和空间站的初始向往角，这有利于飞船与空间站的对接。

所以空间站选择400公里左右的飞行高度，是因为3天回归轨道的高度正好是397公里，这个高度方便飞船与空间站的对接。

中国空间站飞行的轨道高度，定在400公里的原因有四：

1、400公里的高度，已经了具备了空间站搞科研所需的失重环境

2、400公里的高度是真空环境，空间站可以无动力绕地飞行，而且不受空气阻力的干扰

3、400公里的高度，可以节约火箭发射费用，最大限度的降低空间站运营成本

4、400公里的高度，几乎是3天回归轨道的高度，每个三天飞船就可以与空间站进行完美对接，火箭发射的时间窗口期短。

关于中国空间站的高度问题就介绍到这里。最后请问读者朋友们：

中国空间站相比国际空间站，拥有哪些优势呢？欢迎在下方评论区发表你的看法！

中国空间站的轨道高度为什么要定在400公里？

一是节省成本，要是前往500公里也是可以的，但携带燃料和火箭规格要上浮动，二是距离地球400公里外太空已经是脱离引力，没有必要花费更多资源做无谓工作，所以我国空间站（图2）和国际空间站都是处于约400千米高度的，甚至天宫一号和天宫一号都是在400公里高度左右，但天宫一号和天宫二号已经退役并坠落南太平洋指定海域。

180吨级的中国空间站是自主研发建造的，全球只有中美有财力独立自主建造，其他发达国家都凑钱制造空间站，我国空间站从里到外的各种部件再到核心技术的芯片都是国产制造的，目前通过看视频得知整个太空站由模块化构成，从天和舱来看很难找到各种各样的线路，看上去很舒服像是梦中的情景，我国空间站和国际空间站相比后者显得很落后很乱，原因看他们工作舱就知道那些线路乱过印度孟买市区的电线，没有对比就没有伤害，虽说国际空间站是个大家庭但比不上我国空间站如此整洁，除此之外，我国空间站相比国际空间站更为宽敞，这是很明显的人性化建造，更让航天员有家的感觉，如航天科学家们在香港各中小学展开航天演讲，并展示出天宫空间站工作舱视频相比香港房子还要宽，众所周知香港房子比较小而且贵，这群爱国小孩多么羡慕和渴望成为航天技术人员。

神舟十二号（图4）成功发射后三名航天员首次进入独立自主建造空间站，地面民众反应热烈，关注情度不亚于嫦娥五号和天问一号，现时我国已经开始建造中国空间站，而作为中国空间站核心舱全长为16.6米宽为4.2米的天和已经容纳3名航天员长期驻留工作，长期在轨运行的天和（图1、3）是我国最大航天器并展开一系列和试验证有关工作，而国际空间站在明年就要退役，除了美国之外其他国家航天员都在学习中文并且向中国空间站提出相关申请，看视频知道我国空间站除了是模块化建造之外，其他部使用说明和按钮都是显示中文，其中包括所有软件系统都是国产化，无一例外是英文，这是重要中华民族文化复兴的体现。

今年4下旬，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场携带天和核心舱成功升空，到了5月中旬天和核心舱在轨试验成功，5月下旬天舟二号货运飞船把各种“快速”送到天和核心舱，6月中旬天和首次迎来三位重要客人分别是聂海胜、刘伯明和汤洪波，而我国首位太空航天员是杨利伟并由神舟五号载人飞船承担进入太空任务。

现时天和核心舱由三名航天员入住其“豪华套房”并长期在轨道运行，到了明年由天和核心舱和其他工作舱组成的天宫空间站在太空400公里高度在轨运行。