把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

对于把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地球上之话题,回答之前,由于羽毛的太空区域位置未能说明,建议题主加上近地轨道,即是把羽毛从近地轨道太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地球上?这样,题目就显得严谨了。我相信题主的本意是如此,那么,就按该题来谈谈我个人的看法,我认为,把羽毛从近地轨道太空中扔下,羽毛肯定会被烧毁得无影无踪的,而不会飘落到地球上来的现象。

为什么会这样说呢?因为,一方面,羽毛的燃点比纸还低,当温度达到60摄氏度或以上,就会自然燃烧并化为灰烬。而近地轨道太空上的温度是平均超过120摄氏度或以上高温状态的自然现象,当把羽毛从近地轨道太空上扔下的闪间,羽毛将立刻被烧毁得无影无踪而化为灰烬现象。二方面,处于近地轨道的太空区域上,是远离于地心磁性吸引力的空间范畴,地心吸引力只对范围内的物质才会有吸引力现象的发生,而对超出于吸引力范围之外的物质来说,是起不到任何吸引力作用的现象,因而,不管羽毛烧不烧毁,都不会有飘落到地球上的情况发生。而羽毛只能成为太空垃圾之一的现象存在。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的有道理,希给个点赞并关注我,欢迎大家一起讨论与学习。此答题是我今年年初一第一答题,恭喜各位读者:新春快乐!身体健康!万事胜意!阖家幸福!宇明于东莞市。

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

从太空跳伞回到地球的电影可不在少数,近的有布拉德·皮特的《星际探索》,远一点的有《太空一号》,当然还有前些年从太空边缘跳伞安全回地球的那些大神!这些情节无疑都被严重吐槽,认为这些情节都不可能,那么假如从太空丢下一片轻飘飘的羽毛,它能安全回到地球吗?

太空扔下的羽毛,它的结局会如何?

相信很多朋友都会认为羽毛都是轻飘飘的玩意儿,从太空丢下后,它会慢慢的飘回地球,可能会很慢,但终有一天会掉到地球!但不知道各位是否还记得一个实验!

真空中的铁球和羽毛下落实验,结果告诉我们两者掉落的速度是一样的!

所以从太空中掉落的羽毛会因为没有空气阻力,从而直接用自由落体速度计算出它最终将达到的速度,比如从国际空间站高度,大约是400千米的高度,丢下一片羽毛,那么当它到达100千米的卡门线(太空和大气层的交界处)时,羽毛的速度约为2424.87m/s,这个速度大约是音速的7倍以上!

高超音速滑翔弹头示意图

7倍音速下穿过大气层大概就是这个效果!当然极高超音速下和稀薄大气分子之间的加热效果和低空有些不一样,大气分子不足以让羽毛大幅减速,却会以极高速度撞击羽毛,并释放能量,导致羽毛会在稀薄大气层中烧毁!

这就是流星在高层大气中因为激波加热到高温发光的原因,它不只是摩擦生热,而是还有更复杂的激波加热机制,这种模式也会给流星体前后强大的压力差,最终造成松散材质的流星体在大气层中爆裂爆炸的效果!

太空中根本就没有重力,羽毛为什么还会下落?

相信大家的印象中太空都是无重力环境的,但其实都理解错了,我们看到的是空间站内的宇航员都处在失重之中,但却忽略了空间站大约以7.8千米/秒的速度在环绕地球运行,这个环绕速度产生的“离心力”可以抵消地球的重力,因此在空间站中宇航员处在引力与“离心力”平衡的状态,也就是我们俗称的微重力环境!

所以当从国际空间站中丢出一片羽毛时,它具有的速度也是7.8千米/秒,因此这片羽毛确实不会短时间内掉落,而是会环绕很久!我们简单举例中的羽毛,环绕速度是0,所以它将会立即受到地球引力的拉扯而直接坠落!

从科学角度分析《太空一号》和《星际探索》的情节合理吗?

我们先来分析下布拉德·皮特的《星际探索》,电影刚开头就来了一出从太空跌落后跳伞回到地面的情节,不过种花家经过分析,这个高度根本就不会超过40千米,而这个高度上早就有大神跳伞成功,比如:

2012年10月14日,奥地利的菲利克斯·鲍姆加特纳从39千米的太空边缘跳伞成功,历时4分22秒最终平安降落到美国新墨西哥州的指定地点!其下降速度在短短40秒内从0飙升到1120公里/小时,超过了音速。最终在距离沙漠着陆点只有最后1500米时,他打开降落伞,并最终成功着陆。

所以布拉德皮特跳伞是能成功并不意外!那么《太空一号》中男主拯救了总统的女儿,从近地轨道上直接跳伞回地球的操作有可能吗?这个实际问题得实际分析!以下是太空一号关于跳伞的关键情节:

  1. 穿上重装跳伞护具,看起来有烧蚀加固外壳
  2. 跳出飞船,急速下坠,很快就超过音速并且经历黑障
  3. 到达安全高度,抛弃重装跳伞护具
  4. 最后打开降落伞,着陆

在这几个关键情节中,特别是重装护具和到达安全高度,在开伞前抛弃,这点相当具有科学性,因为穿越大气层会因为激波加热到极高温,我们不管这个重装跳伞护具是否能保证恒温,但至少从理论上还是有可能的!

太空重装跳伞护具

进入黑障状态

因此最后在安全高度开伞时抛弃护具,不会让降落伞的负荷太大,但其实如果未来制造出能够从太空跳伞的重装护具,也不可能抛弃的,毕竟这个技术要求太高了,不如降落伞大点来的简单,科幻片出于肌肉型男和窈窕美女的需要,安排了这个情节,不过也不算BUG!

真正的BUG出现在那个监狱太空站跳出这个情节,因为这个太空站在高速运行,所以他们跳出后并不会下坠,而是会环绕地球NNNN圈,不知道猴年马月才能回到地球,相比《星际迷航》中跳伞是弹射出去的,这点就相当具有科学性!

导演吕克贝松大意了,留了这么大一窟窿!

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?。既然是太空,也就是说早已脱离了大气层,而且也脱离了地球的引力,如果是近地规道的太空,大概也只能以初始速度绕地球飞行,最后进入地球的大气层,虽然在地球引力下,羽毛会逐渐飘向地球,但羽毛的质量与空气的阻力,保护了羽毛不会因摩擦而被烧毁,但也极难确保羽毛的完整无缺。如果是远离地球的宇宙空间,大概就会成为宇宙中一个小小物质,会同宇宙尘埃而运行于宇宙之中,可能漫无边际,消失于太空之中,或落入其他球体。

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

既不会燃烧,也不会飘落到地上,,由于太空中粉尘的附贴,最终越来越大,若干年后会变成一个星星。

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

这个问题要分两种情况讨论,不同的情况会有不同的结论,从太空中扔下来的羽毛有可能会安然无恙地飘落到地上,也有可能会被烧毁。

第一种情况,如果把羽毛从太空中扔下来,羽毛的初速度为零,那么,在地心引力的作用下,羽毛将会做自由落体运动。随着羽毛的下落,其速度会变得越来越快。在羽毛进入大气层之后,越来越浓厚的大气使得空气阻力变得越来越大。并且羽毛本身越来越快的速度,也会使空气阻力变得越大。因此,羽毛的速度不会一直增加,而是最终会稳定在一个终末速度。参照日本东京大学的太空纸飞机的计算结果,这样的羽毛不会在大气中烧毁。

第二种情况,如果羽毛是从太空飞船上扔下来,那么,羽毛的初速度不为零,而是达到了太空飞船的轨道速度,一般可达每秒7.7公里。如果以如此之快的速度撞上浓厚的地球大气层,羽毛将会与空气剧烈摩擦,最终会被完全烧毁。

把羽毛从太空扔下,会被烧毁,还是飘落到地上?

看这片羽毛的起始高度是在哪里,如果是国际空间站那种高度,基本上不会飘落回地面上,100%的可能性会被烧掉,当然烧掉不是你所理解上的烧掉,而是与较稠密的空气摩擦产热而烧掉的。

国际空间站的在轨高度为400千米,以略低于地球环绕速度(7.9km/s)的速度飞行,如果在这上面扔羽毛,那一定会被烧毁,别管是扔什么,扔头发丝都不行,也会被烧毁。

有些时候,会感觉到不可思议,为什么那么轻的东西都能达到那么高的速度。不用感到惊讶,因为,日常生活经验不会有这样的案例给我们看,我们看到的都是风吹起的羽毛,缓缓飘落。

而在太空中,特别是400千米以上的环境,大气密度仅地表亿分之一,还要低得多,所以,在刚刚抛羽毛的时候,可以近似看做是一种自由落体运动。

那有的人会有疑问了,距离地表那么远,重力加速度肯定不是原本的1个g了(9.8m/s^2)。

是的,确实会比这个数值低一点,在距地表600千米的位置,重力加速度数值约为8m/s^2,看起来,并没有低多少啊。

所以,既然有一段路程是在做着近似自由落体的运动,因此,速度的攀升是极其恐怖的,在刚接触到稠密的大气层时,羽毛的速度已经相当可观,并最终因摩擦生热而被烧毁。

所以,无论是在空间站上扔,还是使用非正常手段,直接在400千米位置0初始速度落下,羽毛的最终结局都是一样的——烧毁!

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