目前仍在轨运行的国际空间站,以及我国的天宫一号、天宫二号空间实验室,都在约400公里高度的轨道上运行。为什么空间站要建在400公里的高度?
一是满足太空实验所需要的条件。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。太空具有接近真空的环境、无云层遮挡的望远镜观测优势、近乎无重力的实验条件等,400公里高度足以满足。
二是从运行成本考虑。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,其成本也过于高昂,因此没有必要在更远处建空间站。
三是安全因素。在地球周围1500公里以外存在名为“范艾伦辐射带”的空间区域,在空间天气扰动的时候还会向上、向下扩张,扰动可能只有1000公里高度左右,对飞行在其中的飞行器伤害很大。同时,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。一旦发生上述两种情况,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。
综上所述,空间站飞行在400公里高度附近是比较安全而合适的。