除了地球最适合人类生存,宇航员一旦掉在宇宙的其他地方,都是一个结果: 掉哪儿死哪。
木星是一颗气态巨行星,木星上并没有木头,只是早前中国人用五行金木水火土中的木来命名它,所以掉到木星上并不会掉到一堆柴垛上。木星可是太阳系最大的行星,直径为地球的11倍,质量为地球的300多倍,其质量占太阳系行星总质量的七成。
木星具有厚达数千公里的大气层,主要由气态或液态的氢组成,木星大气层具有强烈的大气对流,从其表面的带状条纹就可以看出,其中著名的大红斑更是持续存在300多年的强烈风暴。
木星巨大的质量导致其具有较大的重力加速度,是地球上的2倍多。一旦宇航员掉进木星,在木星厚达几千公里的大气层里,就会很快因为高速下降与大气的摩擦,燃烧殆尽。也可能被木星强烈的大气对流而撕碎,或者被木星大气中强烈的闪电击中而烟消云散。
总之,目前人类还不具备 探索 木星的条件,其大气的高压高温和狂烈的风暴,对宇航员和飞行器都是炼狱一般的存在。
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宇航员不小心掉进木星,看样这位宇航员之前应该是在围绕着木星做圆周运动。木星的第一宇宙速度约为42.6km/s,宇航员“不小心”掉进了木星里,看样他的初速度应该在40km/s附近。
木星是一个巨大的气体行星,没有一个明确的表面概念,探测器无法在上面着落。木星厚厚的大气层中88.6%的是氢气,11.2%的是氦气。大气层以下或许是液态的氢气,最里面有一个坚硬的内核。液氢、内核对这位倒霉的宇航员来说已经不重要了,他已经到不了那里了。
宇航员以40km/s的速度坠入木星大气层,在下落初期还会在木星引力作用下加速一段时间。天宫一号以不到7.9km/s的速度坠入地球的大气层也会变成流星,更何况是宇航员以40km/s的速度坠入了大气更浓更厚的木星大气层。
尽管木星表面附近的温度在零下100多摄氏度,但强大的阻力剧烈的摩擦会将宇航服烧的滚热,宇航服很快就会被撕开一个小口,木星大气会借这个小口瞬间将宇航服从宇航员身上扯掉,宇航员开始了在木星大气层上的高速裸奔。
宇航员马上就失去了意识,剧烈的摩擦将他身上的液体蒸发掉,在极速坠落及大气飓风的影响下,宇航员很快就七零八碎。这些碎片继续在大气层中高速摩擦,逐渐变小,变小,最后消失在木星的大气层。
太阳系八大行星中的木星、土星、天王星、海王星都是气态行星,气态行星常被人误解为都由气体物质组成,但实际上像木星这样的气态行星是由氢氦的厚重大气加上固态内核而形成的。假设宇航员穿了足够先进的宇航服不小心掉入了木星,那么他首先会接触到木星最外层的大气。根据资料显示,木星内部的压强和温度都在木星大气氢氦物质的临界点之上,所以气态和液态物质的分界线不明显,导致木星的表面难以判断,因此木星是没有明确的表面和坚实的陆地的,广义上认为木星大气层有5000千米高,但狭义上一般认为木星的大气厚度超过1000千米。
从上图我们可以看出,在木星最外层的大气温度可以达到700摄氏度,而越靠近木星温度反而是降低了,这是因为木星的大红斑风暴顶端的大气在重力波和声波的碰撞下产生热能,宇航员掉入木星大气时首先会感觉奇热无比,同时以3倍地球重力加速度与氦气和氢气摩擦,但好在木星320千米到1000千米之间的大气密度低,摩擦力小温度增幅低,同时大气温度又在急速下降,两者相抵消,在足够先进的宇航服内宇航员还能够承受。
当宇航员掉落到木星近表面时,这里的温度会降低到零下100摄氏度,大气中除了氢氦物质就是一些水分和氨气还有硫化铵,同时你会发现木星近表面的环境十分恶劣,随处都是气旋风暴肆虐。当宇航员继续深入木星内部会发现,大气变得粘稠厚重,已经分不清到底是气体还是液体,继续向内部前进会经过一个液态氢的海洋,在海洋底部就是木星的内核了,科学家推测木星的内核是被液态金属氢所包围的一个由硅酸盐和铁镍组成的固态核心,这个核心的温度超过3万摄氏度,压强是地球大气压的上千万倍。
如果是现实情况下,宇航员早就在木星大气层外死亡了,因为目前宇航员穿的舱外宇航服最高能承受150摄氏度的高温,远低于木星大气层的700摄氏度高温。
掉进木星就和当年彗星撞木星一样,在木星大气层烧掉,这一点很好理解。就像小行星坠入地球大气层那样,摩擦会烧掉小行星。我们可以延伸一下,在有大气层的行星,天体掉入就会与大气摩擦,最终烧掉。
木星是太阳系的气态行星,太阳系之外也有木星,而且天文学家也发现所谓的超级木星。在2009年,科学家通过图像分析发现一颗行星绕绘架座β运动。
2012年,天文学家在莫纳基亚天文台使用斯巴鲁望远镜发现一颗围绕卡帕仙女座恒星运行,质量是木星质量的12.8倍,轨道距离为55AU(接近海王星距太阳距离的两倍)的“超级木星”。还有其他很多到目前为止还不能确定是否为行星的天体。
总共有100颗系外行星通过直接成像方法得到确认(约占所有已确认系外行星的0.3%),其中绝大多数是距离恒星很远的气态巨行星。然而,随着下一代望远镜和其他技术的出现,如自适应光学系统的地基望远镜30米望远镜(TMT)和麦哲伦望远镜(GMT),詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),将会改变这一现状。
解答区的 @刁博 已经解答的很好了,回答的很全面。木星是一个气态行星,可以称之为"失败的恒星"。由于木星的质量不够,不足以产生核聚变,所以不能演化为太阳之类的恒星。天文学家把木星这样的"失败的恒星"称之为"类木行星"。类木行星的质量都很高,但远远不及恒星,主要组成成分是氮气和氢气。木星的深层组成部分是液态的氮气,越往内部压强越高,至今形成奇特的金属态物质。木星的核心是类似白矮星的密度极大的物质。木星的存在对地球至关重要,可以说,如果没有木星的万有引力,地球就要被大量的小行星和彗星撞击,如果那样的话,可能地球不会诞生生命,更不要说演化出人类这样的高级智慧生命。木星就相当于地球的保护伞。我打一个比喻,假设太阳是地球的母亲,木星就是地球的姨母。
下面,谈一谈科幻性质的想象。宇航员当然不能直接落入木星,否则就是死路一条。但是,不妨做一个有趣的想象。在未来,我们假设人类的科学技术已经达到相当高度发达的程度,可以建设很多座庞大的太空城市。我们想象,这些太空城市可以漂浮在木星的大气层里面,就如同鲸鱼游弋在大海里面一样。太空城市可以隔绝温度和磁场,以木星的氢气为动力能源。木星上的高温,高压,以及氢气,本身就可以作为取之不竭的能量,提供给太空城市的居民使用。畅想一下,木星翻腾的气海之中,一座座太空城市隐隐约约的浮现,如同神话之中的仙宫,可谓美妙之极。
木星是一个气态行星,没有实体表面,因此别想在上面立足。
宇航员掉入木星大气层要么是事故意外,要么是不知原因的自杀,反正不正常。正常人就是时空通讯的认知,也知道那里是不可以去的,总不会傻到想到里面看一下吧。
木星是太阳系最大的一颗行星,质量是地球的318倍,是太阳系除了太阳以外所有天体加起来总和的2.5倍。木星体积是地球的1321倍,直径是地球的11倍多,重力是地球的2.5倍。
木星虽然没有实体表面,也不是没有固体,其中心就有一个岩石内核,不过不大,约十几个地球质量。其上是几千公里的金属氢,再上面是液态氢,气态的大气层约有5000公里厚。
现在我们来设想一下这个倒霉的宇航员的下坠过程。
他在木星轨道的环绕速度应该在40公里左右,这个速度由于没有动力支撑会稍微降低,这样他就开始接触大气层往下坠了,而木星的重力是地球的2.5倍,引力导致其下坠速度越来越快。
其实以其40公里的秒速度就已经足够烧毁他了,而且一点渣滓都不剩,全部气化掉。想想我们地球的引力作用下,被捕获的小天体秒速只有十几二十公里,都会变成流星,大多数还没到地面就烧完了,少数才变成陨石掉了下来。这个宇航服可能做耐高温一点,但一般也就只耐几百上千度吧,在这种情况下毫无作用。
卡西尼号在土星探测
假设这个宇航服是外星文明的高端产品,能够暂时的抗住高温燃烧,但木星大气层的风暴和闪电是地球的若干倍,也把他撕碎和轰烂了。
如果假设他一直往下掉的话,随着掉入的深度增加,气体渐渐会变成液态。到了5000公里深处,就会掉到液态氢上面。想想氢和氦都被压缩成了液态,至少200GPa压强才能形成,在这样的压力下,如果这个人还没有碎的话,也会成为一个柿子饼。
这个时候那个倒霉的宇航员还要硬要像一个秤砣下坠,就会掉到金属氢的面上。这时越来越接近地核了,这个地方温度至少在20000摄氏度,压力达到了2000GPa。再往下就是土星核了,这里的温度达到30000度以上,压强达到了4000GPa。
这里的物质密度达到了40克/cm^3,要知道铁的密度是7.86克/cm^3,最重的金属锇也只有22.59克/cm^3。
这就是掉入木星的过程。当然后面是为了介绍木星结构才引出来的,实际上,这个倒霉的宇航员刚刚进入木星一瞬间就早已经被烧没了。
美国东部时间2017年9约15日,是一个值得纪念的日子,美国NASA发射的卡西尼号探测器在完成20年的太空探测任务后,于上午7点55分,受控坠入土星大气层,以其壮烈的火花结束了它忠诚的一生,这个时间只延续了1分钟。
卡西尼探测器于1997年发射升空,2004年到达土星,释放了欧洲空间局搭载的的“惠更斯”号探测器于2005年登上了土卫六。这艘探测器拍摄了45.3万张图像发回地球,飞行了超过80亿公里,有27个国家参与,耗资39亿美元。
卡西尼号探测器是一个直径3米,高7米,重6.4吨,携带了27种最先进的科学仪器设备的庞然大物,其钢筋铁骨经受了20年的太空恶劣环境锤炼,肯定比那个倒霉蛋航天员要坚固得多。所以那个宇航员木星大气保留不了一分钟。
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宇航员要是掉入木星,其结局不大会像掉到地球上的情况。木星和地球的最明显不同点在于,前者没有固体表面,而后者存在可以让人踩在上面的陆地。
如果有人穿着宇航服从悬浮在地球表面上方的太空中掉下来,虽然他的下降速度会变得越来越快,但所产生的热量还不足以烧毁他(可以参考我的另一个问答
https://www.wukong.com/answer/6538224999294042375/)。最终,宇航员会以两三马赫的速度撞到陆地或者海洋中,结局肯定是粉身碎骨。但如果有降落伞的辅助,宇航员则有可能安全落回地面。
但如果宇航员从悬浮在木星上方的太空中掉下来,他将会被一直加速,直到稠密的木星大气使其速度保持恒定。木星是八大行星中拥有最浓厚大气的行星,其大气厚度可达5000公里。随着高度的降低,木星大气的温度将会变得越来越高。而到了木星大气的底层,那里的温度将会飙升到将近两千度的高温。因此,宇航员在下落的过程中,大气温度变得越来越高,这会导致宇航员被烧毁。
如果宇航服能够耐得住高温,宇航员将会来到大气层的下方。那里的大气压将会变得非常高,以致于氢气被压缩为液氢,从而形成液氢海洋。如果宇航员能够掉到木星的大气底层,他将会猛烈撞击液氢海洋,结果将会粉身碎骨。
如果宇航员可以穿过液氢海洋,他将会达到木星的固态核心,那里的温度高达3.5万度,压力至少是地球表面大气压的3000万倍。对于这样极端的环境,没有什么宇航服可以让人活下来。
木星是太阳系最大的行星,如果把木星发到月球轨道的话,其视觉效果是极其震撼的,作为一个气态巨行星,木星的体积是地球的1321倍,质量是地球的318倍。
木星虽然叫气态巨行星,但因为自身巨大引力的关系,木星由外到内的物质密度会不断增加,这样一来木星的氢就会被压缩成液氢海洋,木星的中心因为密度太大而生成了一个固态核心,所以木星中心达到了3000个大气压,而温度也达到了3.5万摄氏度。
如果宇航员坠入木星,由于木星的大气层厚达5000公里并且会随着高度的降低而慢慢升温,所以宇航员一开始可能感觉不到什么,但是几分钟后宇航服就会被木星大气加热,最后宇航员就会被高温烧成灰烬。
如果宇航服非常耐热,那么宇航员有可能坠入木星的液态氢海洋,但由于宇航员已经经过了5000公里的自由落体运动,巨大的动能会让液态氢海洋变得像水泥地一样,宇航员在接触到液态氢海洋的一瞬间就会摔成一摊肉泥。
而木星核心的超高温和超高压是任何物体都无法承受的,所以宇航员掉进木星肯定是难逃一死。
其实宇宙中除了地球之外的天体都很恐怖,而木星由于其巨大的体积更是让很多人都喘不过气,人类天生就有对巨型物体的恐惧症,时至今日还有很多人有宇宙恐惧症,看到宇宙中的天体就会感到压抑。
如果宇航员掉进木星,在他失去意识之前,他将会看到木星内部极为震撼的景象。
木星是太阳系八大行星中体积最大,自转最快的行星,表面纹理非常美丽,象是一个悬浮在宇宙中做工精致的木球。但它是一个由气态逐渐过渡到液态的巨行星。
虽然它的体积相当于1000多个地球,但质量只是地球的318倍,据推测,它的内部可能有一个石质的核心,外面被一层液态金属氢所覆盖着。
假设我们的宇航员设备先进,给养充足,那么我们就开始一次木星之旅了。
当他临近木星上空时,突然感到了体重增加,一股强大的引力把他扯向木星的表面。
随着不断的下落,他会看到脚下原本美丽的花纹渐渐放大,最终变成了一片汹涌磅礴云海。放眼望去,棕黄色的、紫色的、红色的、白色的云层分成道道条纹,各自按着不同方向滚涌向前,翻卷不定。美丽的大红斑突然变成了一个巨大的旋涡,在脚下缓慢运转着。
在他惊异不定之时,突然间冲进入了木星浓密的大气层里,顿时天昏地暗,大风四起,强劲的风速,吹得他有如一片飞叶,四处翻滚,不辩东西。这里有每秒钟500米的超级风暴,足以撕碎任何东西,地球上的18级超强台风的风速也不过每秒72米。
好在宇航服堪称铁甲,在风暴中翻滚了许久,却 感到身体越来越重,在飘飞中不断下落,此时,宇航服开始与木星大气渐渐发生了剧烈的摩擦。 虽然体重已经超过地面上的2.5倍,但仍然能看清四周的一切。
伴随着狂猛的大风,厚重的云层变得时密时疏,眼前突然爆发出一道惊人的强光!这是一道木星闪电,它的强度要比地球上的闪电强大一万倍以上,一旦被击中,就算是再好的宇航服也会灰飞烟灭。
再往下落,闪电越来越多,越来越密,在一些浓黑的云层下方,有时闪电能够连成一片,长久不息。透过层层云雾,远处更多的黑云一团团,一片片,有如狰狞的凶兽往来穿梭,剧烈的闪电常常相伴而行, 渐渐地,厚重的云层飞上了天空,眼前出现了一片辽阔无边的空间。
不过他此时也突然感到下降的速度迅速减小了,仿佛自已坠入了一盆透明的液体当中。
下方是一片若有若无的海洋,那是一片微微带有蓝色,但却强烈地反射着天空云层。
此时他已经达穿过了3000公里的大气,终于见到了液态氢的海洋。这时,体外的温度徒增,已经高达近2000度,强大的引力和液态氢的阻力,已经渐渐让他失去了行动能力。
他随着引力渐渐向下沉去,混乱的天空变得遥远。就这样,也不知过了多久。终于他看到了木星的核心外表,一片极为灿烂明亮的光从地面发出,五光十色光亮有如镜面的大地出现在他的面前(其实人们的眼睛是不可能承受这个亮度的)。此时的温度已经高达20000度,压力有一亿个标准大气压。
他缓缓地降落在上面,但却被轻轻反弹了起来……
以上是依据科学家推测的木星结构描写的一个短文,当然完全是想象的,仅供参考。事实上,人类目前还不知道木星的真正结构,木星上的极端环境,使人们想释放探测器都不可能。宇航员掉入木星,可能都过不了超级风暴那一关。
哇,这是个十分恐怖的事情啊。如果一个宇航员真的掉到木星里,那最大的可能就是化为灰烬。
我们平时看到木星可能会觉得是一个圆圆的、光滑的球体,但木星远没有想象中的那么美好。木星属于气态巨行星,表面有厚厚的浓密的大气层,大气层下面可能有分界不是那么明显的液态氢海洋,深处还有金属氢以及一些其他的重元素。不过深处的组成和这位掉到木星的宇航员已经没有什么关系了。因为这位可怜的宇航员根本不会接触到木星的液态表面,更不用说木星内部了。
我们来设想一下这位不幸的宇航员掉向木星后会发生什么:木星的重力加速度接近地球的三倍,因此这个宇航员会在很短的时间内获得一个很大的速度。而木星的大气层十分浓密,所以这位宇航员会很快成为一个火球。什么宇航服之类的,在经过与大气层的摩擦之后根本不足以成为宇航员的保护伞。因此,如果真的有木星生命的话,那它们可能会认为自己看到了一颗普通的流星。
还有另一种情况不可以忽视,那就是木星上巨大的闪电。由于大气层活动十分剧烈,木星上的闪电比地球上要强的多的多。研究表明木星闪电比地球上最强的闪电还要强上万倍!大气层中有一个急剧降落的目标,会不会成为闪电的攻击对象?这样的闪电击中宇航员,那肯定是被轰的渣儿都没有了。
所以,没有专门针对这些危险做出准备,单纯掉向木星,那肯定活不下来。