如果你看过宇航员在国际空间站上的视频，你就知道失重是什么感觉了。宇航员只是从墙上弹开，他们自由地漂浮在地面上，没有上下的概念。

你可能经常听到物理学家和宇航员说太空没有“上升或下降”，但究竟是什么意思呢？基本方向仍然适用于太空吗？

如果你没有“下”或“上”，你还会有“左右”和“东西南北”吗？或者他们如何表示高度和方向？

我们每年在太阳系发射价值数十亿的卫星和航天飞机，甚至提前数年向其他行星发射卫星，与时速数十万公里的行星完美邂逅。显然，我们已经想通了《天文导航》。

空间从哪里开始？

高度、方位、上下的概念在地球上是肯定存在的，所以在我们了解它们在太空中是否存在之前，我们需要了解“地球”在哪里结束（它开始的地方不属于地球），或“空间”开始的地方。

国际法规定“太空”是可以自由使用和探索的，不属于任何主权国家，类似于地球上的“公海”，但并没有明确规定太空从哪里开始的国际法。

位于地球海平面以上100公里（62英里）处，有一条假想线——卡门线，被广泛认为是地球大气层与太空的分界线，常被用来衡量是否有实现了太空飞行。

现在，科学家们研究了地球相对平静的大气层与外太空强烈太阳风之间的界面，认为该位置应该在地球表面上方117公里（73英里）处。

在地球上，我们通常用“米”来计算高度，一旦进入航空航天，我们一般用“公里”来衡量距地球表面的距离（欧美喜欢用英里）。

例如，国际空间站的轨道距地球约400公里，外逸层起始于约800公里。在更远的地方也有卫星绕地球运行。

距离地球最远的一颗卫星是俄罗斯的无线电卫星，其轨道高度距地球表面约33万公里，而我们的月球在距地球36.3万至40.5万公里的轨道上运行。

大家可能发现了，当数字越来越高的时候，我把高度简单的表示成一个距离。

地球的引力范围在海拔100万公里左右，也就是说超过这个距离，太阳系的主要引力（太阳）就会占主导地位，物体就会开始向太阳坠落或绕太阳公转。

这时候“高度”就会从地球表面以上的距离换算成太阳表面以上的距离。这种基于引力的参考系变化对于了解外太空其他方向也非常重要！

关于参照系

我们的脚是稳稳地站在地上，因为重力，我们知道“下”是脚下，“上”是头顶。使用我们自己的身体作为参考点，我们可以将物体表示为在其他物体的左侧或右侧，而地球的两个层面给了我们南北。由于这些参照系，地球上的所有基本方向都得到了明确的定义。

上面和下面都是与观察者有关的主观感受。虽然这在地球上是可行的，但在失重太空中是不可能成立的。

太空中的一切基本上都在绕着其他天体运行，宇航员和国际空间站绕着地球运行，他们应该会因为重力而坠落，但因为他们的运动速度足够快，所以他们会一直走下去。

月球绕着我们转了数十亿年，地球绕着太阳转，太阳和我们整个太阳系都在绕着银河系的中心做着同样的事情，银河系被吸引到我们银河系的中心，所以在。

宇宙中的方位

我们上面说的基本上都是参照系，这些参照系是用来相对于其他物体来定位自己的，这在地球上很容易，在太空中就很难了。更难，因为引力无法定义。

根据你在太空中的视角，“下”是重力影响你的天体的方向，“前”是你动量的方向。左和右的使用主要基于个人视角，是相对于观察者的，而不是重力。

例如，国际空间站上常用的参考系是+/-XYZ轴，用来表示前后和上下。以空间站为中心，+X表示朝向空间站“向前”的方向，而+Z表示朝向地球的方向。

然而，类似于在宇宙空间中讨论高度的方式，这些参照系也会根据您在太阳系中的位置而变化。

例如，当航天器接近火星时，坐标和距离必须切换到火星参考系，而不是地球参考系。

当我们远离内行星，远离我们的太阳系和邻居时，参考系的尺度不断增加，从相对于太阳的方向到相对于我们整个地球重心的方向星系！

最后

大部分情况下，人类对太空的探索还在家门口，大约有5000颗卫星围绕地球运行，而脱离地球的卫星屈指可数。

地球的引力使它们都在地球的参考系中，在我们星球的影响范围之外，参考系必须根据引力优势或物理接近度相应地改变，这将重新定义方位和方向。

换句话说，宇宙的数学永远不会变，但视角永远在变！