宇宙航行是以整個(gè)宇宙空間為活動(dòng)環(huán)境的，因此，我們必須對(duì)宇宙環(huán)境有一定的了解，就像汽車司機(jī)要了解道路環(huán)境，登山運(yùn)動(dòng)員要了解山地環(huán)境，航海人員要了解海洋環(huán)境一樣。

　　在人類進(jìn)入太空以前，對(duì)太空環(huán)境只能進(jìn)行推測(cè)和理論研究。與人類對(duì)飛天的向往一樣，人們構(gòu)想了美麗的“天堂”，現(xiàn)在我們知道，如果“天堂”是指太空的話，就生存環(huán)境來說，那是極大的謬誤。

　　宇宙大爆炸以后，隨著宇宙的膨脹，溫度不斷降低。雖然有恒星向外輻射熱能，但恒星的數(shù)量和壽命都是有限的，所以宇宙的總體溫度逐漸下降。經(jīng)過100多億年的時(shí)間，太空已成為高寒的環(huán)境。對(duì)宇宙微波背景輻射（宇宙大爆炸時(shí)遺留在太空的輻射）的研究證明，太空的平均溫度為-270.3℃。

　　在太空中，不僅有宇宙大爆炸時(shí)留下的輻射，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。例如，銀河系有銀河宇宙線輻射，太陽(yáng)有太陽(yáng)電磁輻射、太陽(yáng)宇宙線輻射（太陽(yáng)耀斑爆發(fā)時(shí)向外發(fā)射的高能粒子）和太陽(yáng)風(fēng)（由太陽(yáng)日冕吹出的高能等離子體流）等。許多天體都有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)俘獲上述高能帶電粒子，形成輻射性很強(qiáng)的輻射帶。如在地球的上空，就有內(nèi)外兩個(gè)輻射帶。由此可見，太空還是一個(gè)強(qiáng)輻射環(huán)境。

　　宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氫和氦兩種元素，其中氫占3/4，氦占1/4。后來它們大多數(shù)逐漸凝聚成團(tuán)，形成星系和恒星。恒星中心的氫和氦遞次發(fā)生核聚變，生成氧、氮、碳等較重的元素。在恒星死亡時(shí)，剩下的大部分氫和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氫，但非常稀薄，每立方厘米只有0.1個(gè)氫原子，在星際分子云中稍多一些，每立方厘米約1萬個(gè)左右。我們知道，在地球大氣層中，每立方厘米含有1010個(gè)氮和氧分子。由此可見，太空還是一個(gè)高真空環(huán)境。

　　太空環(huán)境除有超低溫、強(qiáng)輻射和高真空等特點(diǎn)外，還有高速運(yùn)動(dòng)的塵埃、微流星體和流星體。它們具有極大的動(dòng)能，1毫克的微流星體可以穿透3毫米厚的鋁板。

　　隨著航天事業(yè)的發(fā)展，在太空中廢棄的人造地球衛(wèi)星等航天器也逐漸增多，還有進(jìn)入軌道的上面級(jí)火箭。它們有的被人為遙控炸毀，有的自行分裂成碎片。這些碎片將在一定時(shí)期內(nèi)繼續(xù)繞地球飛行，在太空形成“太空垃圾”。太空垃圾的運(yùn)行速度也較高，對(duì)正在使用中的航天器造成潛在的撞擊威脅。

　　地球之外各天體上的環(huán)境，不像太空空間環(huán)境那樣千篇一律。就太陽(yáng)系來說，各行星、衛(wèi)星上的環(huán)境各不相同。它們有的沒有大氣（如水星、月球），有的有稀薄的大氣（如火星），有的有濃密的大氣（如金星、木星），而大氣的成份也各不相同，如金星大氣主要是二氧化碳，木星大氣主要是氫。有的有磁場(chǎng)，有的沒有磁場(chǎng)，有的有固體表面（如水星、金星、火星、月球），有的沒有固體表面（如木星、天王星、海王星），有的表面溫度極高（如金星高達(dá)470℃）。而有的表面溫度極低（如冥王星最低達(dá)－253℃）。彗星則完全是塵埃冰塊組成的，如此等等。

　　在太空飛行的航天器，除遇到上述自然環(huán)境外，還有獨(dú)特的誘導(dǎo)環(huán)境，即在太空環(huán)境作用下，航天器某些系統(tǒng)工作時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)境。它主要有以下幾種：

　　極端溫度環(huán)境。航天器在太空的真空中飛行，由于沒有空氣傳熱和散熱，受陽(yáng)光直接照射的一面，可產(chǎn)生高達(dá)100℃以上的高溫。而背陰的一面，溫度則可低至-100～-200℃。

　　高溫、強(qiáng)振動(dòng)和超重環(huán)境。航天器在起飛和返回時(shí)，運(yùn)載火箭和反推火箭等點(diǎn)火和熄火時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。航天器重返大氣層時(shí)，在稠密的大氣層中高速穿行，與空氣分子劇烈摩擦，使航天器表面溫度高達(dá)1000℃左右。航天器加速上升和減速返回時(shí)，正、負(fù)加速度會(huì)使航天器上的一切物體產(chǎn)生巨大的超重。超重以地球重力加速度（其符號(hào)為g，g=9.8米/秒2）的倍數(shù)來表示，載人航天器上升時(shí)的最大超重達(dá)8g，返回時(shí)達(dá)10g，衛(wèi)星返回時(shí)的超重更大些。

　　失重和微重力環(huán)境。航天器在太空軌道上作慣性運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球或其他天體對(duì)它的引力（重力）正好被它的離心力所抵消，在它的質(zhì)心處重力為零，即零重力，為失重環(huán)境。而質(zhì)心以外的航天器上的環(huán)境，重力非常低微，則是微重力環(huán)境。

　　失重和微重力環(huán)境是航天器上獨(dú)有的環(huán)境。在失重和微重力環(huán)境下，氣體和液體中的對(duì)流現(xiàn)象消失，浮力消失，不同密度引起的組分分離和沉浮現(xiàn)象消失，流體的靜壓力消失，液體僅由表面張力約束，潤(rùn)濕和毛細(xì)現(xiàn)象加劇等等?？傊?，它造成了物質(zhì)一系列不可捉摸的物理特性變化，提供了一種極端的物理?xiàng)l件。利用這些地面上難得的環(huán)境條件，可進(jìn)行許多地面上難以進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)地面上難以生產(chǎn)的特殊材料、昂貴藥品和工業(yè)品等。（國(guó)家航天局網(wǎng)）

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