那么,为什么《星际探索》中的宇航员能够安全降落,而不会在大气层中烧毁呢?
《星际探索》中的国际空间天线并非是传统的空间站,而是太空电梯。因此,国际空间天线上的宇航员相对于地面是静止的。当宇航员从国际空间天线上掉下来的时候,他们将会做初速度为零的自由落体运动。
在地心引力的作用下,宇航员的下落速度会变得越来快。但随着进入稠密的大气层中,宇航员将会受到越来越大的空气阻力。由于空气阻力正比于速度的平方,所以空气阻力会迅速增大。直到阻力与重力平衡,宇航员将会以稳定的终末速度下落,而不会无限增加。
人类曾经尝试过从距离地面42公里的空中跳下来,最高速度略快于音速,最终通过降落伞安全抵达地面。1马赫速度所产生的热效应不会太高,穿着隔热服可以应对。
对于从太空中掉下来的宇航员,他所能达到的速度也会更高一些。但有了宇航服的防护,宇航员可以承受住穿过大气层时所产生的热量。最终,借助降落伞不断减速,宇航员能够安全着陆到地面上。
不过,宇航员不能从太高的太空中掉下来。通过粗略估算可知,如果宇航员从距离地面400公里的地方掉下来,当他抵达太空的分界线,也就是距离地表100公里的高度时,他的速度将会高达2.4公里/秒,相当于7马赫。如果以如此快的速度冲入大气层中,速度进一步增加,宇航服很可能无法抵挡这种热效应。

从太空飞船上掉下来

另一方面,如果宇航员从太空飞船上掉下来,结果将会变得完全不同。