无论是中国空间站还是国际空间站，它们环绕地球飞行一圈的时间都是90分钟，飞行速度都是7.8公里/秒，轨道高度都是400公里。

这种“神同步”难道是巧合吗？

中国空间站

当然不是。以空间站的轨道高度为例，中国空间站和国际空间站都选择在距离地面400公里处“安营扎寨”，其中有着多重考量。

空间站为什么不能离地面太近

绕地飞行

在航空航天领域，有一条著名的分界线，叫做卡门线。卡门线将地球外层空间人为地划分成两个部分，距离地面100公里以内的空间称为大气层，距离地面100公里以外的空间称为外太空。卡门线一直被国际航空联合会所接受和承认。按照卡门线的标准，空间站不能建在距离地球100公里以内，因为这个高度处于大气层，不能称之为外太空。

轨道高度

空间站如果距离地面太近，还会带来一个问题。距离地面的高度越近，大气层的空气就越稠密，对空间站在轨飞行产生的阻力就越大。而空间站想要保持住固定的高度，就必须消耗更多的燃料。据了解，国际空间站为了克服这个问题，每年需要额外消耗4吨火箭燃料。

对于人类来说，建设和运营空间站的一个重要作用就是进行各种太空科学实验。如果空间站距离地面太近，就无法达到完全接近真空状态的太空环境，就无法发挥无云层遮挡的太空望远镜观测优势，就无法提供接近零重力的实验条件。

空间站为什么不能离地面太远

绕地飞行

既然空间站距离地面太近有那么多劣势，那么这是否就意味着空间站距离地面越远越好呢？

事实上，空间站距离地面太远也有很多缺点，甚至更为严重。

一方面，从成本角度来讲，空间站距离地面的高度越高，火箭发射时需要消耗的燃料就越多，后期往返空间站增加的成本更是呈指数级上升。财大气粗的美国尚且不敢这样任性，其他国家就更不用考虑这种方式了。而且，空间站的轨道高度距离地面太远了也没有实际意义。

中国空间站

另一方面，从航天员和空间站设备的安全角度考虑，空间站距离地面也不能太远。在地球近层宇宙空间中有一个著名的高能粒子辐射带，叫做范艾伦辐射带。范艾伦辐射带内的高能粒子对航天员、空间站、载人空间飞行器和人造卫星等都有一定的危害。

范艾伦辐射带距离地面的高度范围分为两段：内带1500~5000公里，外带13000~20000公里。这个高度范围并不是绝对的，在空间天气的扰动下范艾伦辐射带的高度范围还会向上和向下扩张。为了确保航天员和空间站不会受到范艾伦辐射带的干扰，空间站距离这两个“模糊”的高度范围越远越好。

中国空间站为什么要定在400公里这个高度

空间站飞行轨道

根据上面的分析，我们已经了解到，空间站既不能距离地面太近（下限是100公里），又不能距离地面太远（上限是1500公里）。在上限和下限之间，综合考量发射成本、运营维护成本、科学实验需求、航天员身体健康和空间站设备的安全等各种因素，科学家们把空间站的轨道高度定格在了距离地面400公里。国际空间站是这么做的，中国空间站也是这么做的。

即便是定在400公里的高度，空间站也会存在轨道衰减问题，它会随着时间的推移“不自觉”地降速，从而使自己缓缓下降。所以为了克服轨道衰减问题，保持住400公里的在轨高度，空间站必须依靠自身的动力源源不断地为自己增速。

电推进发动机

中国空间站一共配备了4台大推力霍尔电推进发动机为自己增速，确保轨道高度。