如何從太空寄快遞

［美］蘭道爾·門羅

國際空間站的宇航員可以從空間站往地球上發快遞，只要放在送宇航員回地球的宇宙飛船里就行。但如果最近沒人打算回家，那你可得自己想辦法搞定。

從國際空間站把東西運到地球很簡單，你只需把東西從門里扔出去——早晚有一天，它會掉到地球上。

在國際空間站的高度，還有一點點大氣層，雖然很少，但足以產生一些阻力。這股阻力遲早會讓東西的速度慢下來，落入越來越低的軌道，最終掉進大氣層并燃燒（通常來說）。

宇航員會時不時地一不小心給地球寄個快遞。在國際空間站上工作時，宇航員已經失手掉下了各種各樣的東西，包括鉗子、相機、工具包等。

扔出門的快遞面臨的命運，和歷年來那些從國際空間站飄走的物件一樣。它會脫離軌道，進入大氣層。

這種貨運方式有兩大問題：第一，你的快遞在抵達地面前就會在大氣層里燒毀；第二，就算沒有被燒毀，你也不知道它會掉在哪里。要想讓你的快遞送達，你先得把這兩個問題解決掉。

1

首先，讓我們看看怎樣才能讓快遞完好無損地抵達地面。

東西進入大氣層時，通常都會燒起來。因為軌道上的一切東西都太快了。當物品以高速撞到空氣時，空氣被壓縮、加熱，變成等離子體，通常會把東西熔化或汽化。

為了防止航天器被摧毀，我們會在前面加上隔熱盾。我們也會把隔熱盾造成特殊的形狀，這樣能在沖擊波和航天器表面之間形成空氣緩沖層，以防最熱的等離子體碰到航天器本體。

撞上大氣層后，物體的命運取決于它的大小。非常大的物體，具有足夠大的慣性擊穿大氣層并砸到地面上。小的物體，個頭不足以擊穿大氣層，撞到大氣層時溫度會升高解體或直接蒸發。即使挺過來，也會失去軌道速度，在阻力和重力平衡后以穩定的速度垂直掉到地面。

為了在下降過程中保護你的快遞，你也可以加個隔熱盾。接下來，你只需要調整下快遞的狀態，保證它朝向正確——隔熱盾在前，快遞在后，就可以送它上路了。

你也可以為快遞加個降落傘來完成最后的降落，但如果你寄送的東西很輕或者很結實，比如襪子、紙巾，那么就算它掉到地上，可能也不會有什么損壞。

當然，你也可以干脆丟掉隔熱盾。

輕量物體受到的相對阻力更大，能在更高的高度開始減速，那里的空氣密度更低，加熱物體的效率比較低，最高溫度也要低很多。

有計算表明，紙張形狀的物體如果彎曲一下，保證平面朝下，從理論上可以“軟”進入大氣層，并且始終不會達到特別高的溫度。

如果把消息印在烘焙用的烤盤紙、鋁箔或其他輕薄且耐熱的材料上，你也許可以直接扔出門外。只要形狀合適，它就有可能完整地抵達地面。

2

從國際空間站上拋出來的快遞會繞地球飛好多圈，然后逐漸下降，其最終的著陸點基本無法控制。

要想提高快遞投遞的精準度，只需要用力扔一把。使勁扔可以讓快遞更快地落到大氣層里，不用等大氣阻力以不可預測的方式讓它的軌道慢慢下降。令人驚訝的是，正確的方式并不是把快遞往下朝著地球扔。相反，你應該往空間站運行方向的后方扔。如果你朝下扔，它還會以足夠快的前進速度留在軌道上，只不過是個稍微不同的軌道。你要做的，是讓它減速。

快遞扔得越快，著陸點就越精準。國際空間站運行的速度接近8千米/秒，幸運的是，你不需要把快遞扔那么快。在國際空間站這個高度，只要能把軌道每秒的速度減少100米，就足以讓你的快遞以向下約1度的角度落入大氣層。不幸的是，把一個東西以100米/秒的速度拋出很難，就算是最好的棒球投手也沒有突破50米/秒的投球速度。

實際上，不管你扔得多快多準，湍流和風的隨機性都會讓落點距離目標有幾千米的誤差。

2001年3月，“和平號”空間站即將重入大氣層。人們預測它的大部分會燒掉，但一些大件的模組有可能抵達地面。俄羅斯地面指揮中心的規劃者想算準時間，讓它落在太平洋無人居住的小島上，但沒人知道它到底會落在什么地方。

快餐品牌“塔可鐘”抓住這個機會，想出了一個獨一無二的營銷方案：他們在太平洋上放了一塊巨大的漂浮席子，上面畫了一個靶子，只要“和平號”的一枚碎片擊中靶子，就給所有美國人每人一份免費塔可餅。

可惜，到最后也沒有任何碎片擊中靶子。

3

你可能沒法把快遞瞄得很準。但不要絕望，這不是說無法送達！你只需要好好考慮一下上面的地址怎么寫。

但是，要想搞明白在太空快遞的地址欄應該填什么，可沒那么容易。

最早的美國間諜衛星用的是膠片相機，拍完照片之后，要把內含膠卷的艙體扔回地球。如果一切順利，這些艙體掉下來時會被追蹤定位。

但事情并不都會按計劃進行。1964年年初，一顆“日冕號”偵察衛星在軌道上壞掉，開始慢慢不受控制地重入大氣層。政府官員非常焦慮地觀望著，想判斷出它會在哪里進入大氣層。最終，情況變得明朗，它會在委內瑞拉附近的某個地方著陸。

1964年5月26日，人們看到衛星碎片劃過了委內瑞拉的海岸上空。

官員們以為它落在了海里，但實際上它落在了委內瑞拉和哥倫比亞的邊界。幾個農民找到了它，把它拆開，拿走了里面的金碟子，還想把剩下的部分賣掉。發現沒人想買后，他們把太空艙交給委內瑞拉當局，而當局則通知了美國。

直到1964年，返航太空艙上還用嚇人的字體標記著“美國”和“秘密”，為了阻止別人打開太空艙。發生這起事件后，美國政府改變了他們的標簽策略。上面不再有嚴厲警告，而是換成了一條簡單的信息：把這個太空艙送到最近的美國領事館或大使館的人可以領到賞金。

（摘自《如何不切實際地解決實際問題》，天津科學技術出版社，本刊有刪節，小黑孩圖）