高空气球事件：三分钟掌握关键知识点

高空气球事件：三分钟掌握关键知识点 原创 不老的榕树  这次美国上空的中国高空气球惹得全球瞩目，众说纷纭。咱们借此机会来捋捋哪些是客观的事实和科学的知识。 卡门线与领空的概念 钱学森的导师冯·卡门教授率先研究得出大气层与太空的分界线在离开地面100公里。这个研究结果得到大家的公认，目前国际法认为这个高度以下算各个国家的领空，这高度以上算太空，公共区域。绝大多数国家承认这一点，包括中国和美国。 这样的分界是很有道理的。卡门线以下有空气，采用空气做为助燃剂的航空发动机才能工作，飞机等航空飞行器才可以飞行。而卡门线以上没有空气了，需要自带助燃剂的火箭发动机才能飞行了。延伸阅读，关于航空航天发动机和冯卡门的弟子钱学森等六人对火箭发动机的研究：把宿舍烧了的那六个捣蛋学生 地球表面到卡门线的大气层，又分为几层。最近的叫对流层，我们就生活在这里面，每天迎接风霜雨雪。经常在气象预报里面听到“受强对流影响”明天刮大风下大雨什么的对吧？说的就是这个“对流”。这层大气千变万化，气象台的主要精力就是跟它斗智斗勇。 8公里到50公里这一层叫平流层，气流相对稳定，绝大多数飞机都在这层里飞。不过，因为太高了空气稀薄、航空发动机动力会有问题，所以飞机基本都在平流层的下方，就是10公里（1万米）左右飞行。大部分战机的极限高度也就是1万2千米左右，高空侦察机是2万米左右。 据说这次的气球达到过2万米上下、5万米以下。所以实事求是的说，确实算在美国领空内漂移。 会不会影响民航？ 了解以上知识就知道了：不会，它飘得比飞机高，飞机撞不上它。 真的会自己从中国飘到美国去吗？ 真的会。 平流层的空气还真的会移动，而且这个季节确实有个著名的“西风带”，基本上从中国往美国吹。 高空气流研究的大拿之一是美国国家海洋和大气部（NOAA），这位科学家Dan Satterfield用他们的模拟软件算了一下，该气球的漂流轨迹应该是这样： 他发布时用的是“竖版”的地图，大家可能要习惯一下。后来还原的气球实际轨迹确实跟他的理论模拟高度吻合。 他还继续预测这个气球接下来会怎么走： 你看很准吧？气球真的后来就是这么走的，不久前离开美国本土进入北卡州外的大海上空（红箭头处），在这里被击落。 与以高空环流为模型的理论预测高度吻合，是这个气球至少在进入美国后确实在无动力漂流的一个铁证。 而且，在这些清晰图片上，也确实看不出有什么强劲动力，如果有风扇之类的，应该也已经损坏或失效了。此外，圆滚滚的外形上也没有什么翼（翅膀），想在漂流中控制方向也不太可能。 这些事实都表明，它至少在进入美国、被发现后，应该真的处于无动力漂流状态。 附带说一下，网上流出很广的这张照片并非那个中国气球，是美国同款或者近似款气球的一个照片： 前面的两张图是这次进入美国领空的中国气球，能看出气球里面有龙骨，所以气球里面应该有东西。最后这张图好像看不出有龙骨。 气球还能再飞高一些吗？ 这个真的有极限，不可能想飞多高就飞多高。 平流层再往上的中间层，理论上有空气，但已经非常稀薄，用空气做助燃剂的航空发动机很难工作，飞机基本上是不能飞了。因为空气稀薄，浮力不够，气球也不可能继续往上飞了。具体能多高看气球里面的气体和载荷，但是飞出平流层的可能性几乎没有。 平流层最高是50公里，就是5万米。这个数下面要用到。 在领空高度、又有强劲的环流，怎么防止进入他国领空呢？ 如果事先打好招呼、进行国际合作的大气研究，这个问题不大。 人类对地球大气的知识其实远远不够，继续进行深入研究倒是很有必要。而大气环流不认国界，国际合作研究就很有必要。 不过，如果没有打好招呼，一般来说，在即将离开原定探索区域、要进入他国领空之前，地面应该可以指令气球上的泄气阀打开，这样气球就会自然坠落大海或者无人区。这次，我估计是故障了吧。 在这个高度，导弹没法击落？ 因为它已经比绝大多数战机飞得高，所以，用战机去捕获、或者使用机载枪炮打它，确实都不行。 不过用导弹完全没有问题。美国和北约体系中，升限5万米，就是覆盖平流层的导弹不止一端，有很多种。导引也没有问题：虽然气球没什么金属反射面积、也没有红外源，但是它这么大个而且移动缓慢，战机飞行员完全可以肉眼瞄准、采用光学或无线电测距后，启动无线电导引（就是遥控啦），发射导弹去打掉气球。 最后的结果也是如此。在此气球飞离美国大陆后，美国使用F-22“猛禽”战机和“响尾蛇” AIM -9X导弹击落了它。 和多数短程导弹一样，它可以复合制导：视界外用红外寻的，视界内可用无线电制导，就是飞行员用肉眼瞄准、测距、让机上的瞄准系统锁定目标，系统随后用无线电信号遥控导弹打击目标，即所谓的“格斗模式”。我猜这次就用的格斗模式。 不过这玩意挺贵的，一枚43万美元起步。 它爆炸后确实会有残骸掉到地面，所以美军说在城市里不能打、怕有“碎片”掉下伤人，倒是也有一定道理。 还有其他问题吗？评论里聊。