人在3.9万米跳伞为什么不会燃烧？而卫星和陨石会？
同样是从高空落下，为何跳伞运动员不会被大气烧伤，而落向地球的卫星和陨石就会因为和大气层的剧烈摩擦发出耀眼的光年，直到燃烧殆尽。曾经我也产生过这样的疑问，但仔细一想我们忽略了一个十分关键的因素，那就是它们最开始是以怎样的状态进入地球大气层的。
目前世界上高度最高、下落速度最快的极限跳伞运动世界纪录保持者是由奥地利运动员费利克斯·鲍姆加特纳在2012年4月14日创造的，他穿戴特殊护具乘坐热气球上升到了大约3.9万米的高空，这里大气稀薄，气压低，温度降到了零下57度左右，费利克斯纵身一跃，在空中经历了20分钟左右的飞行从平流层下降到了地面，其中自由落体时长5分35秒。空中下落最高速度达到了1342公里/小时或373米/秒，已经超过音速的340米/秒。
但费利克斯在如此高的高度下落并没有燃烧，而与大气摩擦想要达到350℃的最低速度为1020m/s左右，很明显高空自由落体最终的速度还远远达不到燃烧的要求。
那为什么费利克斯的速度没有持续往上增加呢？
我们知道在地球上除了有万有引力会对一个下落的物体施加一个向下的里，而且在物体从初速度为零的情况下，不断的加速也会受到空气阻力的影响，如果一个加速的物体速度不断的提升，那么它所受的空气阻力也会一直增大，当阻力和万有引力相等的时候，那么这个物体将不在受到外力的作用，会一直保持匀速下落，这个速度就是一个物体在大气中的终端速度。
终端速度会因为物体表面的形状、大小与空气的摩擦程度有关，每个物体都不一样。所以说一个人从高空落下他的速度并不会一直增加。
上图可以看到费利克斯3.9万米其实就在地球大气的平流层中间的位置，相对与地球大气高度来说还是很低的，因为在这之上还有30000米的中间层，在中间层之上还有近900000米的热成层，但是地球大气的主要质量都集中在了对流层、平流层和中间层，其中对流层包含了75%的大气质量，平流层占了20%，剩下的大气质量基本都处在中间层，而中间层往上的大气异常的弥散，两个空气分子之间的距离可以达到1000米，甚至更远。所以高空跳伞会受到很大的空气阻力，使得最终的速度有了一个很大的限制，更加重要的是，跳伞时的初速度为0，这一点相当重要。
卫星和陨石则大不相同
就拿国际空间站来说，它处在地球大气的热成层，高度在400公里左右，围绕地球的运行速度为7.8千米/秒，90分钟就可以绕地球一圈，光这个初速速度已经十分惊人了，而费利克斯的最高速度才达到了373米/秒，根本就不在一个数量级上。
虽然国际空间站所处的位置空气分子稀薄，但由于其速度和体积非常大，还是会和稀薄的空气分子碰撞摩擦，导致空间站轨道发生衰减，如果空间站以7.8千米/秒的速度进入大气层，这样的速度就足以将空间站解体燃烧殆尽。
还有哈勃望远镜在地球568公里的轨道上运行，速度为8千米/秒，如果哈勃望远镜坠入地球的话，也会遭受同样的命运。总的来说，绕地球轨道运行的卫星，都想相对于地球有一个非常高的初速度，正是由于这个初速度才导致了它们与大气层摩擦燃烧的，而不是坠入地球过程中万有引力加速的原因。
小行星其实道理也是一样的，它们在太阳系中也在绕自己的引力中心运行，一开始它们就已经具有了非常客观的速度，再加上地球也在太阳系中以30公里/秒的速度在绕太阳运行，如果这两个速度相互叠加的话，一个小行星相对于地球的速度会更加惊人，这就是为什么陨石会剧烈燃烧甚至是爆炸的原因。
总结一个
跳伞和陨石最大的区别就是，一个在空气中从零开始在万有引力的作用下加速，而另外一个在进入大气层时就已经携带了非常高的动能，这些动能会因为其中大气的剧烈摩擦转换为热能，并导致速度降低。
为何卫星和陨石高空坠落会燃烧，而人类跳伞的时候却不会
