КОЛКО ВИСОКО Е ПРОСТРАНСТВОТО?

Send

Погледнете нагоре към нощното небе и какво виждате? Пространство, блестящо и блестящо в цялата си слава. Астрономически казано, пространството наистина е доста близо, задържа се точно от другата страна на онзи тънък слой, който наричаме атмосфера. И ако се замислите, Земята е малко повече от мъничък остров в море от космос. Така че то е буквално навсякъде около нас.

По дефиниция пространството се дефинира като точката, в която атмосферата на Земята свършва и вакуумът на космоса започва. Но точно колко далеч е това? Колко високо трябва да пътувате, преди да можете да докоснете действително 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 на космоса идва от Националния консултативен комитет по аеронавтика (предшественик на НАСА), който взе решение относно точката, в която атмосферното налягане е по-малко от един килограм на квадратен фут. Това беше надморската височина, която контролните повърхности на самолета вече не можеха да се използват и съответстваше на приблизително 81 километра (50 мили) над земната повърхност.

Всеки пилот или астронавт на НАСА, който пресече тази надморска височина, получава своите крила на астронавтите. Малко след приемането на това определение аерокосмическият инженер Теодор фон Карман изчисли, че над 100 км надморска височина атмосферата ще бъде толкова тънка, че самолетът ще трябва да пътува с орбитална скорост, за да извлече какъвто и да е подем.

По-късно тази надморска височина е приета като Карманска линия от Световната федерация на въздушните спортове (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). И през 2012 г., когато Феликс Баумгартнер счупи рекорда за най-висок свободен водопад, той скочи от надморска височина от 39 километра (24,23 мили), по-малко от половината от космоса (според определението на НАСА).

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

Атмосфера на Земята:

Когато говорим за земната атмосфера, ние сме склонни да мислим за региона, където налягането на въздуха е все още достатъчно високо, за да предизвика съпротивление на въздуха, или където въздухът е просто достатъчно гъст, за да диша. Но всъщност атмосферата на Земята се състои от пет основни слоя - Тропосфера, Стратосфера, Мезосфера, Термосфера и Екзосфера - последният от които се простира доста далеч в космоса.

Термосферата, вторият по височина слой на атмосферата, се простира от надморска височина от около 80 км (50 мили) до термопаузата, която е на надморска височина от 500–1000 км (310–620 мили). 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 тук се срещат явленията, известни като Aurora Borealis и Aurara Australis. Международната космическа станция също орбитира в този слой, между 320 и 380 км (200 и 240 мили), и трябва непрекъснато да се усилва, защото все още има триене с атмосферата.

Най-външният слой, известен като екзосфера, се простира на надморска височина от 10 000 км (6214 мили) над планетата. Този слой се състои главно от изключително ниска плътност на водород, хелий и няколко по-тежки молекули (азот, кислород, СО2). Атомите и молекулите са толкова отдалечени, че екзосферата вече не се държи като газ и частиците постоянно избягат в космоса.

Тук атмосферата на Земята наистина се слива с пустотата на космическото пространство, където няма атмосфера. Следователно защо по-голямата част от земните спътници орбитира в този регион. Понякога Aurora Borealis и Aurora Australis се срещат в долната част на екзосферата, където се припокриват в термосферата. Но отвъд това в този регион няма метеорологични явления.

Междупланетен срещу междузвезден:

Друго важно разграничение при обсъждането на пространството е разликата между това, което се намира между планетите (междупланетното 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 дума за космоса.

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

В допълнение, и в трите определения участващите измервания 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 ограничено, но е неограничено и непрекъснато (т.е. няма начало и край).

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

Проучване:

Проучването на космоса (тоест онова, което се намира непосредствено отвъд земната атмосфера) започна в най-голяма степен с това, което е известно като „Космическа ера“. Тази нова епоха на проучване започна със САЩ и Съветския съюз, които поставят своите гледни точки при разполагането спътници и екипажни модули излизат в орбита.

Първото голямо събитие от космическата ера се състоя на 4 октомври 1957 г., с пускането на Sputnik 1 от Съветския съюз - първият изкуствен спътник, изстрелян в орбита. В отговор тогавашният президент Дуайт Д. Айзенхауер подписва Националния закон за въздухоплаването и космоса на 29 юли 1958 г., официално създавайки НАСА.

Веднага НАСА и съветската космическа програма започнаха да предприемат необходимите стъпки към създаването на пилотиран космически кораб. До 1959 г. този конкурс доведе до създаването на съветската програма Восток и проекта на Меркурий на НАСА. В случая с Восток това се състоеше в разработването на космическа капсула, която да може да бъде изстреляна на борда на ракета-носител.

Наред с многобройните безпилотни тестове и няколко, използващи кучета, до 1960 г. са избрани шест съветски пилоти, които са първите мъже, излезли в космоса. На 12 април 1961 г. съветският космонавт Юрий Гагарин е изстрелян на борда Восток 1 космически кораб от космодрома Байконур и по този начин се превърна в юмрук, който ще отиде в космоса (побеждавайки американеца Алън Шепард само за няколко седмици).

На 16 юни 1963 г. Валентина Терешкова е изпратена на орбита на борда Восток 6 занаят (което беше последната мисия на Восток) и така стана първата жена, която отиде в космоса. Междувременно НАСА пое Проект Меркурий от ВВС на САЩ и започна разработването на собствена концепция за мисия на екипажа.

Създадена да изпрати човек в космоса с помощта на съществуващи ракети, програмата бързо прие концепцията за изстрелване на балистични капсули в орбита. Първите седем астронавти, наречени „Меркурийски седем“, бяха избрани от пилотните програми за ВМС, ВВС и Морски тестове.

На 5 май 1961 г. астронавтът Алън Шепард става първият американец в космоса на борда Свобода 7 мисия. След това, на 20 февруари 1962 г., астронавтът Джон Глен става първият американец, изстрелян на орбита от ракети-носители „Атлас“ като част от Приятелство 7, Глен завърши три орбити на планетата Земя и бяха извършени още три орбитални полета, които завършиха с 22-орбитния полет на Л. Гордън Купър на борда Вяра 7, който лети на 15 и 16 май 1963г.

В последвалите десетилетия и НАСА, и Съветите започват да разработват по-сложни космически кораби с дълъг обсег. След като „Състезанието до Луната“ приключи с успешното кацане на Аполон 11 (последвано от още няколко мисии Аполон), фокусът започна да се измества към установяване на постоянно присъствие в космоса.

За руснаците това доведе до непрекъснатото развитие на технологията на космическите станции като част от програмата „Салют“. Между 1972 и 1991 г. те се опитват да орбитират седем отделни станции. Техническите повреди и отказът на ракетите на втория етап на ракета обаче предизвикаха първите три опита след това Салют 1 да се провали или да доведе до разпадане на орбитите на станцията след кратък период.

До 1974 г. обаче руснаците успяват успешно да се разгърнат Салют 4, последвани от още три станции, които биха останали 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 прикрития за военните Алмаз разузнавателни станции.

НАСА също продължи развитието на технологията на космическите станции, която завърши през май 1973 г. с пускането на Скайлаб, която ще остане първата и единствена независимо изградена космическа станция в Америка. По време на разполагането Скайлаб претърпя сериозни щети, загуби топлинната си защита и един от слънчевите си панели.

Това наложило първия екипаж да се срещне със станцията и да извърши ремонт. Последваха още два екипажа, а гарата беше заета общо 171 дни през историята на обслужването си. Това завършва през 1979 г. с спускането 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 Mir, Оторизирана през февруари 1976 г. с правителствено постановление, първоначално станцията е била предназначена да бъде подобрен модел на космическите станции Салют. След време тя се превърна в станция, състояща се от множество модули и няколко пристанища за екипажа на космически кораб „Союз“ и прогрес товарни космически кораби.

Основният модул е изстрелян в орбита на 19 февруари 1986 г .; и между 1987 и 1996 г. всички останали модули ще бъдат разгърнати и прикрепени. По време на своята 15-годишна служба, Мир беше посетен от общо 28 дълготрайни екипажи. Чрез поредица от програми за сътрудничество с други нации станцията ще бъде посетена и от екипажи от други държави от Източния блок, Европейската космическа агенция (ESA) и НАСА.

След редица технически и структурни проблеми, настигнати от станцията, руското правителство обяви през 2000 г., че ще изведе от експлоатация космическата станция. Това започна на 24 януари 2001 г., когато руснак прогрес товарен кораб, акостирал с гарата и го изтласкал от орбита. След това станцията влезе в атмосферата и се блъсна в Южния Тихи океан.

До 1993 г. НАСА започва да си сътрудничи с руснаците, ЕКА и Японската агенция за космически изследвания (JAXA) за създаване на Международната космическа станция (МКС). Комбиниране на НАСА Космическа станция Свобода проект със съветския / руския Мир-2 гара, европейската Колумб станция и японския лабораторен модул Kibo, проектът също така е изграден върху руско-американските мисии Shuttle-Mir (1995-1998).

С оттеглянето на програмата за космически совалки през 2011 г. през последните години членовете на екипажа бяха доставени изключително от космически кораб "Союз". От 2014 г. сътрудничеството между НАСА и Роскосмос е преустановено за повечето дейности, които не са на МКС, поради напрежението, породено от ситуацията в Украйна.

Въпреки това, през последните няколко години, способността за изстрелване на коренното население беше възстановена в САЩ благодарение на компании като SpaceX, United Launch Alliance и Blue Origin, които влязоха, за да попълнят празнотата с частния си флот от ракети.

МКС е постоянно заета през последните 15 години, като е надвишила предишния рекорд, държан от Мир; и е бил посетен 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 евентуално по-дълго, в зависимост от бюджетната среда.

Както ясно виждате, къде свършва нашата атмосфера и започва пространството, е обект на някои разисквания. Но благодарение на десетилетия космически проучвания и изстрелвания, ние успяхме да измислим работеща дефиниция. Но каквото и да е точното определение, ако успеете да изминете над 100 километра, определено сте спечелили крилата си на астронавтите!

Тук сме писали много интересни статии за космоса в Space Magazine. Ето защо е космическото черно ?, колко студено е пространството ?, илюстрирани космически отломки: проблемът в картините, какво е междупланетното пространство ?, какво е междузвездното пространство? И какво е междугалактическото пространство?

За повече информация, вижте НАСА разкрива мистерии на междузвездното пространство и този списък на мисии в дълбоки космически пространства.

Astronomy Cast има епизоди по темата, като серията Космически станции, Епизод 82: Космически боклуци, Епизод 281: експлозии в Космоса, Епизод 303: Равновесие в Космоса и Епизод 311: Звук в Космоса.

Източници: