空間站（space station）又稱太空站、航天站。是一種在近地軌道長時間運行、可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。一般來說，空間站大都在約400公里高度的軌道上運行，比如，我國的天宮一號、天宮二號空間實驗室，目前仍在軌運行的國際空間站，以及未來我們即將開展建造的中國空間站。那么問題來了，空間站為什么只飛400公里高，不飛高點呢？
大家從平時接觸到的知識中也很容易知道，航天發(fā)射是非常昂貴的。空間站飛往更高的軌道需要提供更多的能量，對運載火箭的運載能力是一個很大的考驗。如果要把成噸的設(shè)備攜帶到較高的高度，一來沒有太大必要，二來成本也過于高昂。
實際上太空和地球大氣層并沒有明確的邊界，因為大氣隨著海拔增加而逐漸變薄。國際航空聯(lián)合會將100公里的高度定義為大氣層和太空的界線，即“卡門線”，卡門線外為太空。
100公里高度以上就被認為是太空。一般太空實驗所關(guān)心的接近真空的環(huán)境、無云層遮擋的望遠鏡觀測優(yōu)勢、近乎無重力的實驗條件等等，400公里高度都足以滿足。
另一方面，還考慮到航天員和空間站本身的安全問題。在地球周圍存在的磁場會控制一些帶電的電子和離子，與來自太陽風(fēng)的高能粒子對抗，并且通過一些物理過程注入來自太陽風(fēng)的高能粒子，或是加速地球周圍本身的帶電粒子。
輻射帶示意圖
在地球周圍存在名為“范艾倫輻射帶”的空間區(qū)域，它大致分成1500-5000公里和13000-20000公里的高度范圍，在空間天氣擾動的時候還會向上、向下擴張，這里有著能量非常高、密度也非常大的帶電粒子，對飛行在其中的飛行器傷害很大。特別的，因為地磁場本身不是對稱的，在南大西洋上方（也就是俗稱的“百慕大”附近）的地磁場形態(tài)導(dǎo)致這里的輻射帶高度比較低，在有擾動的時候可能只有1000公里高度左右，空間站飛高了就很容易進入到輻射帶當(dāng)中。
那如果讓空間站飛幾萬公里高呢？地球朝向太陽正面的磁層在太陽活動強烈時也可能壓縮到3萬公里附近，此時空間站也可能沐浴在太陽風(fēng)的高能粒子當(dāng)中。
一旦發(fā)生這兩種情況，讓空間站進入到高能粒子區(qū)域，不僅對航天員的生命健康是巨大的威脅，還會傷害儀器設(shè)備。因此，空間站飛行在400公里高度附近是比較安全而合適的。
來源/中國載人航天
文/王錚
來源： 浮空飛行器
