人在3.9万米跳伞为什么不会燃烧？而卫星和陨石会？

也是从高空坠落，为什么跳伞者不会被大气层灼伤，而坠落地球的卫星和陨石会因为与大气层的剧烈摩擦而发出耀眼的光年，直至燃烧殆尽。我曾经有过这样的疑惑，但仔细想想，我们却忽略了一个非常关键的因素，那就是它们最初是如何进入地球大气层的。

目前世界跳伞最高和下坠速度最快的世界纪录保持者是奥地利运动员费利克斯·鲍姆加特纳于2012年4月14日创造的，他穿着特殊防护装备乘坐热气球攀升至约39000米的高空，这里大气稀薄，气压低，气温下降到零下57度左右。费利克斯在空中飞行约20分钟后，从平流层纵身一跃坠地。自由落体持续了5分35秒。在空中坠落的最高速度达到了1342公里/小时或373米/秒，已经超过了340米/秒的音速。

但是费利克斯在这么高的地方坠落并没有燃烧，与大气摩擦达到350℃的最低速度约为1020m/s。显然，高空自由落体的最终速度远远达不到燃烧的要求。

那为什么费利克斯的速度没有继续提高呢？

我们知道，在地球上，除了重力外，坠落的物体还会受到向下的力，而当物体的初速度为零时，持续的加速度还会受到空气阻力的影响。如果一个加速物体的速度继续增加，它所受到的空气阻力也会继续增加。当阻力等于重力时，物体将不再受外力作用，始终保持匀速下落。这个速度是一个恒速的物体。大气中的终端速度。

终端速度会和物体表面的形状大小和空气的摩擦程度有关，每个物体都不一样。所以人从高处坠落的速度并不是一直都在增加。

上图显示，费利克斯的39000米其实是在地球大气层的平流层中层，相对于地球大气层的高度来说还是很低的，因为在这之上还有一个30000米的中间层，在中间层上方有近90万米的热层，但地球大气的主要质量集中在对流层、平流层和中间层，其中对流层占大气质量的75%，平流层占20%，而其余下方的空气质量基本都在中层，而中层以上的大气异常分散，两个空气分子之间的距离可以达到1000米，甚至更远。因此，高空跳伞会受到很大的空气阻力，从而限制了最终的速度。更重要的是，跳伞时的初速为0，这点很重要。

卫星和陨石有很大的不同。

以国际空间站为例。它位于地球大气层的热层，海拔高度约400公里，以每秒7.8公里的速度绕地球一周，90分钟可绕地球一圈。最初的光速已经很惊人了，但是费利克斯的最高速度也才达到了373米/秒，根本不在一个数量级上。

尽管国际空间站所在位置的空气分子很薄，但由于其速度和体积都非常大，它们仍然会与稀薄的空气分子发生碰撞，导致空间站轨道衰减。如果空间站以7.8公里/秒的速度进入大气层，这个速度足以让空间站解体燃烧。

还有以每秒8公里的速度绕地球568公里运行的哈勃望远镜。如果哈勃望远镜坠入地球，也会遭遇同样的命运。一般来说，绕地球运行的卫星都希望相对于地球有很高的初速度。正是因为这个初始速度，它们才与大气一起燃烧，而不是在坠入地球过程中的重力加速度。的原因。

小行星其实也是一样的，它们也在太阳系中绕着自己的引力中心运行，一开始就已经有了一个非常客观的速度，而地球在太阳系中也是30公里/秒的速度绕太阳公转。如果这两种速度相互叠加，小行星相对于地球的速度将更加惊人，这也是陨石会剧烈燃烧甚至爆炸的原因。

综上所述，

跳伞与陨石最大的区别在于，一个是在重力作用下在空中从头开始加速，而另一个在进入大气层时就已经携带了非常高的动能。其中大气的剧烈摩擦转化为热能，导致速度下降。