Колко високо е пространството?

Погледнете нагоре към нощното небе и какво виждате? Пространство, блестящо и блестящо в целия си блясък. Астрономически погледнато, космосът наистина е доста близо, задържайки се точно от другата страна на този тънък слой, който наричаме атмосфера. И ако се замислите, Земята е малко повече от малък остров в море от космос. Така че е буквално навсякъде около нас.

По дефиниция пространството се определя като точката, в която завършва земната атмосфера и започва вакуумът на космоса. Но колко точно е далече това? Колко високо трябва да пътувате, преди да можете да докоснете пространството? Както вероятно можете да си представите, с такава субективна дефиниция хората са склонни да не са съгласни къде точно започва пространството.

определение:

Първото официално определение за пространство идва от Национален консултативен комитет по аеронавтика (предшественикът на НАСА), който реши за точката, в която атмосферното налягане е по-малко от един фунт на квадратен фут. Това беше височината, на която контролните повърхности на самолета вече не можеха да се използват и съответстваше на приблизително 81 километра (50 мили) над земната повърхност.

Bell X-1, в който Чък Йегър „пречупи” звуковата бариера през 1947 г. Кредит: НАСА

Всеки тест пилот или астронавт на НАСА, който пресече тази височина, получава своите астронавтски крила. Малко след приемането на тази дефиниция, авиокосмическият инженер Теодор фон Карман изчисли, че над височина от 100 km атмосферата ще бъде толкова разредена, че самолетът ще трябва да се движи с орбитална скорост, за да извлече каквото и да е повдигане.

Тази надморска височина по-късно е приета като линия на Карман от Световната федерация по въздушни спортове (FAI). И през 2012 г., когато Феликс Баумгартнер счупи рекорда за най-високо свободно падане, той скочи от височина от 39 километра (24,23 мили), по-малко от половината път до космоса (според дефиницията на НАСА).

По същия начин пространството често се определя като започващо от най-ниската височина, на която сателитите могат да поддържат орбити за разумно време – което е приблизително 160 километра (100 мили) над повърхността. Тези различни дефиниции са сложни, когато се вземе предвид определението на думата „атмосфера“.

Атмосферата на Земята:

Когато говорим за земната атмосфера, ние сме склонни да мислим за региона, където атмосферното налягане е все още достатъчно високо, за да предизвика въздушно съпротивление, или където въздухът е просто достатъчно гъст, за да диша. Но всъщност земната атмосфера се състои от пет основни слоя – тропосферата, стратосферата, мезосферата, термосферата и екзосферата – последният от които се простира доста далеч в космоса.

Космическа совалка Endeavour се очертава срещу земната атмосфера. Оранжевият слой е тропосферата, белият слой е стратосферата, а синият слой е мезосферата. Кредит: НАСА

Термосферата, вторият най-висок слой на атмосферата, се простира от надморска височина от около 80 km (50 mi) до термопаузата, която е на височина от 500–1000 km (310–620 mi). Долната част на термосферата – от 80 до 550 километра (50 до 342 мили) – съдържа йоносферата, която е наречена така, защото именно тук в атмосферата частиците се йонизират от слънчевата радиация.

Следователно, това е мястото, където явленията, известни като Северно Сияние и Аурара Австралис е известно, че се провеждат. В Интернационална космическа станция също орбитира в този слой, между 320 и 380 km (200 и 240 mi) и трябва постоянно да се усилва, тъй като все още има триене с атмосферата.

Най-външният слой, известен като екзосфера, се простира на височина от 10 000 км (6214 мили) над планетата. Този слой се състои главно от изключително ниски плътности на водород, хелий и няколко по-тежки молекули (азот, кислород, CO²). Атомите и молекулите са толкова далеч един от друг, че екзосферата вече не се държи като газ и частиците непрекъснато излизат в космоса.

Именно тук земната атмосфера наистина се слива с празнотата на космическото пространство, където няма атмосфера. Ето защо по-голямата част от спътниците на Земята орбитират в този регион. Понякога Aurora Borealis и Aurora Australis се срещат в долната част на екзосферата, където се припокриват в термосферата. Но освен това, в този регион няма метеорологични явления.

Междупланетно срещу Междузвездно:

Друго важно разграничение при обсъждането на пространството е разликата между това, което се намира между планетите ( междупланетно пространство ) и това, което се намира между звездни системи ( междузвездно пространство ) в нашата галактика. Но разбира се, това е само върхът на айсберга, когато става въпрос за космос.

Ако някой трябва да хвърли мрежата по-широко, има и пространството, което се намира между галактиките във Вселената ( междугалактическо пространство ). Във всички случаи дефиницията включва региони, където концентрацията на материя е значително по-ниска, отколкото на други места – т.е. регион, зает централно от планета, звезда или галактика.

Освен това и в трите дефиниции измерванията са извън всичко, с което ние, хората, сме свикнали да се занимаваме редовно. Някои учени смятат, че пространството се простира безкрайно във всички посоки, докато други смятат, че пространството е крайно, но е неограничено и непрекъснато (т.е. няма начало и край).

С други думи, има причина да го наричат ​​пространство - просто има толкова много от него!

проучване:

Изследването на космоса (тоест онова, което се намира непосредствено отвъд земната атмосфера) започна сериозно с това, което е известно като „ Космическа ера “, Тази новооткрита епоха на изследване започна с това, че Съединените щати и Съветският съюз се насочиха към поставянето на сателити и модули с екипаж в орбита.

Първото голямо събитие от Космическата ера се състоя на 4 октомври 1957 г. с изстрелването на Спутник 1 от Съветския съюз – първият изкуствен спътник, изведен в орбита. В отговор тогавашният президент Дуайт Д. Айзенхауер подписа Национален закон за аеронавтика и космос на 29 юли 1958 г., официално основавайки НАСА.

Снимка на руски техник, който поставя последните щрихи на Спутник 1, първият изкуствен спътник на човечеството. Кредит: НАСА/Асиф А.

Веднага НАСА и съветската космическа програма започнаха да предприемат необходимите стъпки за създаване на пилотиран космически кораб. До 1959 г. това състезание доведе до създаването на Съветския Програма Восток и НАСА Проект Меркурий . В случая с Vostok това се състоеше в разработването на космическа капсула, която може да бъде изстреляна на борда на ракета-носител.

Заедно с многобройни безпилотни тестове и няколко, използващи кучета, шестима съветски пилоти бяха избрани до 1960 г. да бъдат първите хора, излезли в космоса. На 12 април 1961 г. съветският космонавт Юрий Гагарин беше изстрелян на борда на Восток 1 космически кораб от космодрума Байконур и по този начин стана първият човек, който отиде в космоса (побеждавайки американския Алън Шепърд само за няколко седмици).

На 16 юни 1963 г. Valentina Tereshkova беше изпратен в орбита на борда на Восток 6 кораб (което беше последната мисия на Восток) и по този начин стана първата жена, която отиде в космоса. Междувременно НАСА пое проекта Mercury от ВВС на САЩ и започна да разработва своя собствена концепция за мисия с екипаж.

Юрий Гагарин преди космически полет на борда на космическия кораб Восток. 12 април 1961 г. Кредит: РИА Новости

Проектирана да изпрати човек в космоса с помощта на съществуващи ракети, програмата бързо прие концепцията за изстрелване на балистични капсули в орбита. Първите седем астронавти, с прякор ' Меркурий Седем “, бяха избрани от програмите за тестови пилоти на ВМС, ВВС и морската пехота.

На 5 май 1961 г. астронавтът Алън Шепърд стана първият американец в космоса на борда на Свобода 7 мисия. Тогава, на 20 февруари 1962 г., астронавтът Джон Глен стана първият американец, изведен в орбита от Ракета-носител Атлас като част от Приятелство 7 . Глен завърши три орбити на планетата Земя и бяха извършени още три орбитални полета, завършващи с 22-орбитен полет на Л. Гордън Купър на борда Вяра 7 , който лети на 15 и 16 май 1963 г.

През следващите десетилетия както НАСА, така и Съветите започнаха да разработват по-сложни космически кораби с екипаж с голям обсег. Веднъж ' Състезание до Луната ” завърши с успешното кацане на Аполо 11 (последвано от още няколко Мисии на Аполо ), фокусът започна да се измества към установяване на постоянно присъствие в космоса.

За руснаците това доведе до продължаващото развитие на технологията на космическите станции като част от Програма Салют . Между 1972 и 1991 г. те се опитват да обиколят седем отделни станции. Технически неизправности и повреда в ускорителите на втората степен на една ракета предизвикаха първите три опита след това Салют 1 да се провали или да доведе до разпадане на орбитите на станцията след кратък период от време.

Skylab, първата пилотирана космическа станция в Америка. Снимката е направена от заминаващия екипаж на Skylab 4 през февруари 1974 г. Кредит: НАСА

Въпреки това, до 1974 г. руснаците успяват успешно да се разположат Салют 4, последвано от още три станции, които ще останат в орбита за периоди между една и девет години. Докато всички Салюти бяха представени на обществеността като невоенни научни лаборатории, някои от тях всъщност бяха прикритие за военните не го разбирай разпознаване на станции.

НАСА също така преследва развитието на технологията на космическите станции, която кулминира през май 1973 г. с изстрелването на Skylab , която ще остане първата и единствена самостоятелно построена космическа станция в Америка. По време на внедряването,Skylabпретърпя тежки щети, като загуби термичната си защита и един от слънчевите си панели.

Това наложи първият екипаж да се срещне със станцията и да извърши ремонт. Следваха още два екипажа и станцията беше заета общо 171 дни по време на своята история на обслужване. Това завършва през 1979 г. със свалянето на станцията над Индийския океан и части от Южна Австралия.

До 1986 г. Съветите отново поемат водеща роля в създаването на космически станции с разполагането на аз . Одобрена през февруари 1976 г. с правителствен указ, станцията първоначално е била предназначена да бъде подобрен модел на космическите станции Салют. С течение на времето тя се превърна в станция, състояща се от множество модули и няколко пристанища за пилотирани космически кораби Союз и напредък товарни космически кораби.

Космическата станция Мир и земният край, наблюдавани от Orbiter Endeavour по време на мисията на НАСА STS-89 през 1998 г. Кредит: НАСА

Основният модул е ​​изведен в орбита на 19 февруари 1986 г.; и между 1987 и 1996 г. всички останали модули ще бъдат разгърнати и прикрепени. През 15-годишната си служба „Мир” е посетен от общо 28 дълготрайни екипажа. Чрез поредица от съвместни програми с други нации станцията ще бъде посетена и от екипи от други страни от Източния блок, Европейската космическа агенция (ESA) и НАСА.

След поредица от технически и структурни проблеми, настигнали станцията, руското правителство обяви през 2000 г., че ще изведе космическата станция от експлоатация. Това започна на 24 януари 2001 г., когато руснакътнапредъктоварен кораб се скачва със станцията и го изтласква от орбита. След това станцията влезе в атмосферата и се разби в южната част на Тихия океан.

До 1993 г. НАСА започва да си сътрудничи с руснаците, ESA и Японската агенция за аерокосмически изследвания (JAXA) за създаването на Интернационална космическа станция (МКС). Комбиниране на НАСА Свобода на космическата станция проект със съветски/руски Аз-2 гара, европейската Колумб гара, и японците Лабораторен модул Kibo , проектът също е изграден върху руско-американския Совалка-Мир мисии (1995-1998).

С пенсионирането на Програма за космически совалки през 2011 г. членовете на екипажа са били доставяни изключително от космически кораб Союз през последните години. От 2014 г. съществува сътрудничество между НАСА и Роскосмос спряно за повечето дейности извън ISS заради напрежението, предизвикано от ситуацията в Украйна.

Въпреки това, през последните няколко години местните възможности за изстрелване бяха възстановени в САЩ благодарение на компании като SpaceX , United Launch Alliance , и Син произход намесват се, за да запълнят празнотата с личния си флот от ракети.

МКС е била непрекъснато окупирана през последните 15 години, надхвърляйки предишния рекорд на Мир; и е посетена от астронавти и космонавти от 15 различни нации. Очаква се програмата ISS да продължи най-малко до 2020 г., но може да бъде удължена до 2028 г. или вероятно повече, в зависимост от бюджетната среда.

Както можете ясно да видите, къде свършва нашата атмосфера и започва пространството е предмет на известен дебат. Но благодарение на десетилетия на космически изследвания и изстрелвания, ние успяхме да излезем с работеща дефиниция. Но каквото и да е точното определение, ако успеете да стигнете над 100 километра, вие определено сте спечелили своите астронавтски крила!

Написахме много интересни статии за космоса тук във Universe Today. Ето го Защо космосът е черен? , Колко студен е космосът? , Илюстрирани космически отломки: Проблемът в снимките , Какво е междупланетно пространство? , Какво е Междузвездно пространство? , и Какво е междугалактическо пространство?

За повече информация вижте НАСА разкрива мистериите на междузвездното пространство и този списък на Мисии в дълбокия космос .

Astronomy Cast има епизоди по темата, като Серия космически станции , Епизод 82: Космически боклук , Епизод 281: Експлозии в космоса , Епизод 303: Равновесието в космоса , и Епизод 311: Звук в космоса .

Източници:

• НАСА – ерата на космическите совалки
• НАСА – Международната космическа станция
• Уикипедия – Космическа ера
• Какво е – Какво е Космос?

Подкаст (аудио): Изтегли (Продължителност: 2:29 — 2.3MB)

Абонирай се: Подкасти на Apple | RSS

Подкаст (видео): Изтегли (48,3 МБ)

Абонирай се: Подкасти на Apple | RSS