НАСКОЛЬКО ВЫСОКО ПРОСТРАНСТВО?

Send

Посмотри на ночное небо, и что ты видишь? Пространство, сверкающее и блестящее во всей красе. Астрономически говоря, пространство действительно довольно близко, задерживаясь только на другой стороне того тонкого слоя, который мы называем атмосферой. И если вы думаете об этом, Земля - чуть больше, чем крошечный остров в море космоса. Так что это буквально вокруг нас.

По определению пространство определяется как точка, в которой заканчивается атмосфера Земли, и начинается космический вакуум. Но насколько это далеко? Как высоко вам нужно путешествовать, прежде чем вы действительно сможете коснуться пространства? Как вы, вероятно, можете себе представить, с таким субъективным определением люди склонны не соглашаться в том, где именно начинается космос.

Определение:

Первое официальное определение космоса пришло от Национального консультативного комитета по аэронавтике (предшественник НАСА), который определился с точкой, где атмосферное давление было менее одного фунта на квадратный фут. Это была высота, на которой поверхности управления самолетом больше нельзя было использовать, и она соответствовала примерно 81 километру (50 милям) над поверхностью Земли.

Любой летчик-испытатель НАСА или космонавт, преодолевший эту высоту, получает крылья космонавта. Вскоре после того, как это определение было принято, аэрокосмический инженер Теодор фон Карман рассчитал, что на высоте более 100 км атмосфера будет настолько тонкой, что воздушному судну потребуется летать с орбитальной скоростью, чтобы получить любую подъемную силу.

Позднее эта высота была принята за линию Кармана Всемирной федерацией воздушного спорта (Международная федерация аэронавтики, FAI). А в 2012 году, когда Феликс Баумгартнер побил рекорд по наибольшему свободному падению, он прыгнул с высоты 39 километров (24,23 мили), менее чем на полпути к космосу (согласно определению НАСА).

Точно так же пространство часто определяется как начало на самой низкой высоте, на которой спутники могут поддерживать орбиты в течение разумного времени, которое составляет приблизительно 160 километров (100 миль) над поверхностью. Эти различные определения сложны, если принять во внимание определение слова «атмосфера».

Атмосфера Земли:

Когда мы говорим об атмосфере Земли, мы склонны думать о регионе, где давление воздуха все еще достаточно высоко, чтобы вызвать сопротивление воздуха, или где воздух просто достаточно густ, чтобы дышать. Но на самом деле атмосфера Земли состоит из пяти основных слоев - тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы - последние из которых простираются довольно далеко в космос.

Термосфера, второй по величине слой атмосферы, простирается от высоты около 80 км (50 миль) до термопаузы, которая находится на высоте 500–1000 км (310–620 миль). Нижняя часть термосферы - от 80 до 550 километров (от 50 до 342 миль) - содержит ионосферу, которая названа так потому, что именно здесь, в атмосфере, частицы ионизируются солнечным излучением.

Следовательно, именно здесь происходят явления, известные как Aurora Borealis и Aurara Australis. Международная космическая станция также движется по орбите в этом слое, между 320 и 380 км (200 и 240 миль), и ее необходимо постоянно увеличивать, потому что трение с атмосферой все еще происходит.

Самый внешний слой, известный как экзосфера, простирается до высоты 10000 км (6214 миль) над планетой. Этот слой в основном состоит из чрезвычайно низких плотностей водорода, гелия и нескольких более тяжелых молекул (азот, кислород, CO2). Атомы и молекулы настолько далеко друг от друга, что экзосфера больше не ведет себя как газ, и частицы постоянно уходят в космос.

Именно здесь атмосфера Земли действительно сливается с пустотой космического пространства, где нет атмосферы. Следовательно, почему большинство спутников Земли вращаются в этом регионе. Иногда Aurora Borealis и Aurora Australis встречаются в нижней части экзосферы, где они пересекаются с термосферой. Но кроме этого, в этом регионе нет метеорологических явлений.

Межпланетный против Межзвездного:

Другое важное различие при обсуждении пространства - это различие между тем, что лежит между планетами (межпланетным пространством) и тем, что лежит между звездными системами (межзвездным пространством) в нашей галактике. Но, конечно, это только верхушка айсберга, когда дело доходит до космоса.

Если бы мы отбросили сеть шире, есть также пространство, которое лежит между галактиками во Вселенной (межгалактическое пространство). Во всех случаях определение включает области, где концентрация вещества значительно ниже, чем в других местах, то есть область, занимаемая в центре планетой, звездой или галактикой.

Кроме того, во всех трех определениях используемые измерения выходят за рамки того, с чем мы, люди, привыкли иметь дело на регулярной основе. Некоторые ученые считают, что пространство расширяется бесконечно во всех направлениях, в то время как другие считают, что пространство конечно, но оно не ограничено и непрерывно (то есть не имеет ни начала, ни конца).

Другими словами, есть причина, по которой они называют это пространством - просто так много!

Исследование:

Исследование космоса (то есть то, что находится непосредственно за пределами атмосферы Земли) началось всерьез с того, что известно как «космическая эра». Этот новый период исследования начался с того, что Соединенные Штаты и Советский Союз нацелились на спутники и экипажные модули на орбиту.

Первое крупное событие космической эры состоялось 4 октября 1957 года, с запуском Спутник 1 Советским Союзом - первый искусственный спутник, выведенный на орбиту. В ответ 29 июля 1958 года тогдашний президент Дуайт Эйзенхауэр подписал Национальный закон об аэронавтике и космонавтике, официально учредив НАСА.

Сразу же НАСА и советская космическая программа начали предпринимать необходимые шаги по созданию пилотируемого космического корабля. К 1959 году в результате этого конкурса была создана программа «Советский Восток» и проект НАСА «Меркурий». В случае с Востоком это заключалось в разработке космической капсулы, которую можно было бы запустить на борту ракеты-носителя.

Наряду с многочисленными беспилотными испытаниями и несколькими использованием собак, к 1960 году шесть советских пилотов были выбраны первыми людьми, отправившимися в космос. 12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин был спущен на борт Восток 1 космический корабль с космодрома Байконур, и, таким образом, стал первым человеком, который отправится в космос (опередив американца Алана Шепарда всего на несколько недель).

16 июня 1963 года Валентина Терешкова была отправлена на орбиту на борту Восток 6 ремесло (что было последней миссией Восток), и, таким образом, стала первой женщиной, которая отправится в космос. Тем временем НАСА приняло Project Mercury у ВВС США и приступило к разработке собственной концепции миссии с экипажем.

Предназначенная для отправки человека в космос с использованием существующих ракет, программа быстро приняла концепцию запуска баллистических капсул на орбиту. Первые семь астронавтов, по прозвищу «Семерка Меркурий», были отобраны из программ летчиков-испытателей ВМС, ВВС и морской пехоты.

5 мая 1961 года астронавт Алан Шепард стал первым американцем в космосе на борту Свобода 7 миссия. Затем, 20 февраля 1962 года, астронавт Джон Гленн стал первым американцем, выведенным на орбиту ракетой-носителем «Атлас» в составе Дружба 7, Гленн совершил три орбиты планеты Земля, и были совершены еще три орбитальных полета, кульминацией которых стал 22-орбитальный полет Л. Гордона Купера на борту Вера 7, который пролетел 15 и 16 мая 1963 года.

В последующие десятилетия и НАСА, и Советы начали разрабатывать более сложные космические корабли с большим радиусом действия. Как только «Гонка на Луну» закончилась успешной посадкой «Аполлона-11» (за которым последовало еще несколько миссий «Аполлона»), центр внимания начал смещаться в сторону постоянного присутствия в космосе.

Для россиян это привело к дальнейшему развитию технологий космических станций в рамках программы "Салют". Между 1972 и 1991 годами они попытались вывести на орбиту семь отдельных станций. Тем не менее, технические сбои и сбой в усилителях второй ступени одной ракеты вызвали первые три попытки после Салют 1 потерпеть неудачу или привести к ухудшению орбит станции через короткий промежуток времени.

Однако к 1974 году россиянам удалось успешно развернуть Салют 4затем следуют еще три станции, которые будут оставаться на орбите в течение периода от одного до девяти лет. В то время как все салюты были представлены общественности как невоенные научные лаборатории, некоторые из них фактически были прикрытием для военных Almaz разведывательные станции.

НАСА также продолжило разработку технологии космической станции, кульминацией которой в мае 1973 года стал запуск Skylabкоторая останется первой и единственной в Америке независимой космической станцией. Во время развертывания Skylab получил серьезный ущерб, потеряв свою тепловую защиту и одну из своих солнечных батарей.

Это потребовало, чтобы первый экипаж встретился со станцией и провел ремонт. Следовали еще две команды, и за всю историю службы станция была занята в общей сложности 171 день. Это закончилось в 1979 году падением станции над Индийским океаном и частями южной Австралии.

К 1986 году Советы вновь стали лидерами в создании космических станций с развертыванием Мир, Утвержденная в феврале 1976 года правительственным постановлением, станция изначально предназначалась для усовершенствованной модели космических станций "Салют". Со временем она превратилась в станцию, состоящую из нескольких модулей и нескольких портов для экипажа космического корабля "Союз" и Прогресс грузовые корабли.

Основной модуль был запущен на орбиту 19 февраля 1986 года; а в период с 1987 по 1996 год все остальные модули будут развернуты и присоединены. За 15 лет службы Мир посетили 28 экипажей с длительным сроком службы. В рамках ряда совместных программ с другими странами станцию также посетят экипажи из других стран Восточного блока, Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА.

После серии технических и структурных проблем, возникших на станции, российское правительство объявило в 2000 году, что она выведет из эксплуатации космическую станцию. Это началось 24 января 2001 года, когда русский Прогресс Грузовой корабль состыковался со станцией и вытолкнул ее с орбиты. Станция тогда вошла в атмосферу и врезалась в южную часть Тихого океана.

К 1993 году НАСА начало сотрудничать с россиянами, ЕКА и Японским агентством по аэрокосмическим исследованиям (JAXA) для создания Международной космической станции (МКС). Объединение НАСА Космическая Станция Свободы проект с советским / русским Мир-2 вокзал, европейский Колумбус Станция и японский лабораторный модуль Кибо, проект также построен на российско-американских миссиях "Шаттл-Мир" (1995-1998).

С выходом на пенсию по программе «Спейс шаттл» в 2011 году члены экипажа были доставлены исключительно космическим кораблем «Союз» в последние годы. С 2014 года сотрудничество между НАСА и Роскосмосом было приостановлено для большинства видов деятельности, не связанных с МКС, из-за напряженности, вызванной ситуацией на Украине.

Однако в последние несколько лет местные возможности запуска были восстановлены в США благодаря таким компаниям, как SpaceX, United Launch Alliance и Blue Origin, чтобы заполнить пустоту своим собственным парком ракет.

МКС постоянно занята в течение последних 15 лет, превысив предыдущий рекорд Мира; и был посещен космонавтами и космонавтами из 15 разных народов. Ожидается, что программа МКС будет продолжаться как минимум до 2020 года, но может быть продлена до 2028 года или, возможно, дольше, в зависимости от условий бюджета.

Как вы можете ясно видеть, где кончается наша атмосфера и начинается космос, это предмет некоторых споров. Но благодаря десятилетиям освоения космоса и запускам, нам удалось выработать рабочее определение. Но каково бы ни было точное определение, если вы можете преодолеть 100 километров, вы определенно заработали свои крылья космонавта!

Мы написали много интересных статей о космосе здесь, в журнале Space. Вот почему пространство черное? Насколько холодное пространство? Иллюстрированный космический мусор: проблема в картинках, что такое межпланетное пространство? Что такое межзвездное пространство? И что такое межгалактическое пространство?

Для получения дополнительной информации, посмотрите НАСА «Раскрытие тайн межзвездного пространства» и этот список миссий в дальнем космосе.

У Astronomy Cast есть эпизоды на эту тему, такие как серия Космических станций, Эпизод 82: Космический мусор, Эпизод 281: Взрывы в космосе, Эпизод 303: Равновесие в космосе и Эпизод 311: Звук в космосе.

Источники: