這似乎是一個很容易回答的問題，我原計劃用一個小時的時間解答它。
但是當我真正開始動手寫這篇文章時，卻發現它並不簡單，知道嗎？為了講清楚這張紙的太空回歸之旅我足足花了兩天時間。
飄落的紙
A4紙的飄落
你手頭有A4紙嗎？沒錯，就是我們最常見的那種復印紙。
找一張平整的紙，站起舉高再松手，你會看到它翩然下落，紙落到地面時很輕，隻會發出很小的摩擦聲音。
我不建議你用手機做這個實驗，除非你站在厚厚的床墊上。
不要拿手機來試，你會後悔的
為什麼會這樣？
我們知道地面上所有物體都受到地球引力影響，在失去支撐時會向下墜落，並且它的重力加速度與物體的質量沒有關系。
也就是說一張4.4克重的A4紙與一部200克的手機受到的重力加速度是相同的，之所以它們落到地面的速度差異很大，是因為紙受到的空氣阻力對它下落的速度影響更大。
現在你已經知道，由於紙本身既輕又薄，受空氣阻力的影響，它的下落速度很慢，即便是你將其從10000米的高空扔下，它也隻會搖搖擺擺緩慢地往下飄，一直飄落到地面。
那麼問題來了：地球大氣層的上方空氣非常稀薄，三、四百公裡的太空幾乎沒有空氣，如果從這樣的高度往下扔一張普通A4紙會怎麼樣？它還會慢慢飄到地面嗎？
大氣層的邊緣在哪裡？
與其它許多行星一樣，在地球的周圍包裹著一層大氣層，對於大氣層的厚度卻有許多不同的說法。
有說大氣層厚度為100千米的，有的說它的厚度為10000千米，最新的研究結果證明地球的大氣層延伸到了60萬千米的高空，也就是說月球實際上是在地球的大氣中穿行。
地球的大氣層
由於氣體分子本身有質量，它們互相之間又因電荷力而互相排斥，受地球引力的影響，越靠近地面的空氣密度越大，越往上空氣越稀薄。
在距離海平面100千米的高空，空氣的密度僅有海平面的220萬分之一。
在這個高度，飛機要想依靠機翼來獲得升力，它就需要達到一個非常快的向前的速度，而在這個速度下它即使不需要機翼也能通過離心運動保持飛行高度。
換句話說，飛機的翅膀變得多餘。
於是我們將100千米的高度定義為大氣層與太空的邊界，這就是『卡門線』。
卡門線並不是一條有形的線，也不是一個嚴格意義的面或者一堵『空氣墻』。
與我們常見的水面不同，事實上從90千米到110千米高度，空氣密度的變化並不大，這是一個平滑過渡的區域。
了解這一點非常重要，因為幾乎所有的衛星都在卡門線以上飛行，它是一國領空最上方的邊界，它也決定了本文中這張A4紙的命運。
從太空扔紙
紙的自由落體運動
自由落體運動的前提是重力和真空環境，在卡門線上方的空間裡盡管依然存在空氣，由於空氣實在過於稀薄，它對物體運動阻力十分輕微，以至於在落體運動中我們常常忽略不計。
所以說，當我們在距離地面大約400千米《國際空間站軌道高度》向下扔一張A4紙，並且假設它的橫向初始速度為零時，紙會開始向下做自由落體運動。
之所以做這個假設，是因為當你真的從國際空間站上向外扔任何東西，它都會與空間站一起以每小時27600千米的速度繞地球飛行，它每個月隻會下落2千米，這意味著紙很難落回地面。
近地軌道上許多太空垃圾就是這樣的情況。
太空垃圾會很長時間保持軌道高度
由於受空氣阻力非常小，紙的下落速度會越來越快，當它接近卡門線時，其向下的速度已經達到2000米/秒。
聰明的朋友可能立刻想到，由於接下來劇烈的空氣摩擦，高速下落的紙會很快燒毀！
果真如此嗎？
我們在前邊已經提到了，卡門線其實是一個非常平滑的過渡帶，在長達幾十千米的落差裡，空氣阻力是一點一點緩慢增加的，也就是說我們的復印紙有機會一點一點地減速，它不會像其它的衛星殘骸那樣因摩擦加熱到2000℃，然後在黑障區變成一個火球。
太空垃圾會在大氣層中燒毀
所以，我們的A4紙在接近卡門線的地方就已經開始減速，隨著空氣阻力的逐漸增大，紙的速度也越來越慢。
在80千米高度進入黑障區之前，紙的下落速度已經低於300米/秒，它不會被燒毀。
那麼，我們可以在地面等到紙的降臨嗎？
很遺憾，並不能。
紙是由一層薄的植物纖維制成，它的燃點很低，一張幹燥的書寫紙大約在130℃~180℃時就能燃燒。
而在太空中，由於強烈的太陽輻射熱，紙的表面溫度可以達到120℃，再加上它在下落過程中與空氣摩擦而產生的熱能，溫度是很容易超過130攝氏度的。
物體的燃燒需要具備三個條件：有可燃物，適合的溫度，和氧化劑。
紙的燃燒需要滿足三個條件
紙是易燃物，它的溫度已經超過了燃點，為什麼不能燃燒呢？因為在卡門線的附近空氣密度很低，氧氣更是幾乎沒有。
缺乏氧化劑，紙燒不起來。
在高溫缺氧的狀態下，紙纖維中的有機物質會發生分解幹餾，也就是俗稱的碳化現象。
紙會變成焦黃色，並且變得很脆，只要遇到強烈的氣流擾動，它就會碎裂成小片飄落下來。
太空紙飛機
有沒有人從太空扔過紙呢？到目前為止還沒有。
2008年時，日本科學家曾經嘗試將紙折成飛機的樣子，由宇航員從國際空間站向外扔100個，看看它是不是可以安全地返回地面。
這個實驗的目的是驗證通過低速摩擦進行太空返回的可能性，但更多的科學家認為對紙飛機的有效追蹤無法實現，並且它下降的時間可能長達幾個星期甚至幾個月，即便有一架小飛機成功降落也沒有意義，實驗最終沒有做成。
考慮到紙飛機再入大氣層的速度比一張紙要快得多，日本科學家們采用了一種耐高溫的玻璃纖維紙折成的小飛機，這架紙飛機在東京大學的超高速風洞試驗中，它在200℃高溫和7馬赫的速度下堅持了10秒鐘。
日本紙飛機在做風洞實驗
回顧和總結：
本文為你簡單分析了一張紙的太空旅程，盡管結局並不美好，但我們至少從中了解了一些太空和力學的知識。
首先，紙張的下落與其它物體不同，它的重量輕並且面積很大，因此更容易受到空氣阻力的影響。
其次，我們大氣層100公裡以上的高空，空氣極其稀薄，紙張可以以近似自由落體的狀態下降，並且達到很高的速度。
紙從太空飄落
同時，大氣層邊緣空氣密度是逐漸增大的，因此紙會在進入稠密大氣層之前一點點減速，它不會像其它墜毀的衛星那樣燒毀。
太空中受到太陽照射的地方溫度很高，紙會被烤焦變脆，它會在對流層稠密空氣的擾動下碎裂成焦黃的碎片飄落下來。