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6种只在国际空间站上才能看到的美景




从国际空间站上看到的热带风暴“比尔”。 图片来源:Scott Kelly/Nasa/EPA


想象一下,刚刚还在欣赏尼罗河三角洲畔城市的灯光,不到一小时后又凝望着喜马拉雅雄伟的山峦。国际空间站(International Space Station , ISS)的宇航员们是少有的幸运儿,能从太空俯瞰地球的壮美景色,这千载难逢的珍贵经历使人类在大自然面前深感自身的卑微。


国际空间站不仅仅能让人看到不计其数的自然及人工景观的壮美景色。它也能让宇航员们360°全方位零距离地接触地球太空环境,并向他们展现大气层的非凡活力,不论是低层大气,还是不断地被太阳风扫掠的磁场屏障。


视野最好的地方当属穹顶舱(Cupola),一个于2010年接入国际空间站的观察台组件,共有7道窗。那么,在国际空间站上都可以看到哪些壮观的景象呢?


1. 风暴和闪电


当国际空间站运行到有雷暴云的海域上方时,看到数量可观的闪电并不算什么新鲜事。真正稀奇的是“精灵闪电”(lightning sprite,见下图),空间站的宇航员们在8月10日观察到了它。



国际空间站的宇航员们发现了一个精灵闪电(画面右边的红色水母状结构),它出现在8月10日的雷暴云上方。图片来源:Nasa


和雷电类似,精灵闪电是一种放电现象。然而,这些迅捷鲜红的精灵往往出现在高得多的地方(因为这样的高度中存在许多处于激发状态的氮),而不会出现在低层大气中,所以很难从地面上观测到。


2. 日升日落



印度洋的日落。图片来源:NASA/ESA/G Bacon


国际空间站每90分钟绕地球一周,宇航员们在24小时内可以看到大约16次日出日落。每当太阳从地平线升起,或即将消失在地平线后时,从空间站视角上看,地平线宛若一道绚丽的彩虹。


不仅如此,从空间站视角看日出日落的全过程中,太阳还会显示出不同的颜色:



视频截图,视频来自Youtube/Sebastiansz


这种颜色的变化是太阳光线的角度及阳光在地球大气中的散射造成的。如果这样叹为观止的景象也可以从地球上看到,那么我们的地球被冉冉升起的太阳渐渐照亮的景象,必将更加令人难以忘怀。


3. 群星和银河


在地面上,大气状况和光污染影响了我们观察群星或其他天体的能力。光线从冷热不均的大气层中穿过时会发生弯曲,使遥远的天体看起来就像在闪烁一样,而大气层中的粉尘等颗粒让我们难以观察到星云、星系等模糊的天体。国际空间站的轨道在大气层之外,所以宇航员们可以更清楚地观察群星、银河和其他天文特征。



从太空舱看到的遥远天体的奇景。图片来源:Alex Rivest


4. 流星雨



国际空间站于2011年8月拍摄到英仙座流星的解体。 图片来源:NASA


国际空间站中的宇航员还可以看到流星在地球大气层中的解体。这些小型天体是从小行星、彗星等天体中分离出来的碎片,当它们以很高的速度进入地球大气层时,与大气层摩擦产生的热量会快速摧毁它们。从地面上能否看到流星很大程度上取决于天气状况,但国际空间站绝对能提供欣赏流星划过天际的最佳坐席。


5. 极光




极光分为北极光和南极光,常在太阳风暴出现时形成,是太阳发射的高能粒子所形成的磁化云(即很强的太阳风)与地球磁场相互作用形成的。在与地球碰撞时,这些太阳粒子流激发了地球磁场中的粒子。


高能粒子进入上层大气时会激发这一高度中的氮原子和氧原子,当这些原子从激发态回到基态时,就会释放出光芒,原子吸收不同大小的能量,就会发出不同颜色的光。一般来讲,极光通常是绿色或红色的丝带状光幕。


6. 宇宙射线


这里没有图。银河系的宇宙射线并不是一种可见的现象。这些高能亚原子粒子来自于一些活动剧烈的天体,例如爆炸的恒星或黑洞。如果它们穿过人体,就可以伤害组织、破坏DNA,随着时间推移,还会引发多种疾病。


大多数宇宙射线都不能穿过厚厚的大气层。但由于国际空间站在这一安全区之外,宇航员们有更大的可能受到这些粒子的伤害。宇航员们在闭上眼时,经常会看到闪光,而这种现象通常被认为是宇宙射线作用于视觉相关组织,例如视神经或大脑中的视觉中枢的结果。


太阳风暴有着很强的磁结构,可以作为抵抗宇宙射线的护盾。当太阳风经过地球时,宇航员们可以通过宇宙射线的减弱间接感受到,这种减弱现象又被称作“福布希下降(Forbush decrease)”。真真切切地感受到经过地球系统的太阳风,该是怎样激动人心的体验啊!


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