НАСКІЛЬКИ ВИСОКИЙ КОСМОС?

Send

Подивіться на нічне небо, і що ви бачите? Простір, блискучий і сяючий у всій красі. Астрономічно кажучи, космос справді досить близький, затримуючись якраз на тому боці того тонкого шару, який ми називаємо атмосферою. А якщо задуматися, Земля - це трохи більше, ніж крихітний острів у морі космосу. Тож це буквально все навколо нас.

За визначенням простір визначається як точка, в якій закінчується атмосфера Землі, і починається вакуум простору. Але як саме це далеко? Наскільки високо вам потрібно подорожувати, перш ніж ви дійсно зможете торкнутися місця? Як ви, напевно, можете собі уявити, при такому суб’єктивному визначенні люди, як правило, не погоджуються, де саме починається простір.

Визначення:

Перше офіційне визначення космосу надійшло від Національного консультативного комітету з питань аеронавтики (попередник НАСА), який вирішив питання, коли атмосферний тиск становив менше одного фунта на квадратний фут. Це була та висота, яку контролюючі поверхні літака більше не можна було використовувати, і відповідала приблизно 81 кілометру (50 миль) над поверхнею Землі.

Будь-який пілот-випробувач або космонавт NASA, який перетне цю висоту, отримує свої крила космонавтів. Незабаром після того, як було прийнято таке визначення, інженер аерокосмічної галузі Теодор фон Карман підрахував, що над висотою 100 км атмосфера буде настільки тонкою, що літаку потрібно буде їхати з орбітальною швидкістю, щоб отримати будь-який підйомник.

Пізніше ця висота була прийнята Світовою федерацією повітряного спорту (Fédération Aéronautique Internationale, FAI) як лінію Карман. І в 2012 році, коли Фелікс Баумгартнер побив рекорд найвищого вільного падіння, він стрибнув з висоти 39 кілометрів (24,23 милі), менше ніж на півдорозі до космосу (згідно з визначенням NASA).

З того ж простору часто визначають простір як такий, що починається з найменшої висоти, на якій супутники можуть підтримувати орбіти протягом розумного часу - що становить приблизно 160 кілометрів (100 миль) над поверхнею. Ці різні визначення є складними, якщо враховувати визначення слова "атмосфера".

Атмосфера Землі:

Коли ми говоримо про атмосферу Землі, ми схильні думати про регіон, де тиск повітря ще досить високий, щоб викликати опір повітря, або де повітря просто досить густе, щоб дихати. Але насправді атмосфера Землі складається з п'яти основних шарів - Тропосфери, Стратосфери, Мезосфери, Термосфери та Екзосфери - останні з яких поширюються досить далеко в космос.

Термосфера, другий за висотою шар атмосфери, простягається від висоти приблизно 80 км (50 миль) до термопаузи, що знаходиться на висоті 500–1000 км (310–620 миль). У нижній частині термосфери - від 80 до 550 кілометрів (від 50 до 342 миль) - міститься іоносфера, яку так називають, оскільки саме тут в атмосфері частинки іонізуються сонячним випромінюванням.

Отже, саме тут, як відомо, мають місце явища, відомі як Aurora Borealis і Aurara Australis. Міжнародна космічна станція також обертається навколо цього шару, що знаходиться між 320 і 380 км (200 і 240 миль), і її потрібно постійно збільшувати, оскільки тертя з атмосферою все ще відбувається.

Найбільш зовнішній шар, відомий як екзосфера, простягається на висоту 10 000 км (6214 миль) над планетою. Цей шар в основному складається з надзвичайно низької щільності водню, гелію та декількох важчих молекул (азот, кисень, CO²). Атоми та молекули знаходяться настільки далеко один від одного, що екзосфера більше не поводиться як газ, і частинки постійно втікають у космос.

Саме тут атмосфера Землі справді зливається з порожнечею космосу, де немає атмосфери. Звідси і орбіта в більшості супутників Землі в цьому регіоні. Іноді Aurora Borealis і Aurora Australis трапляються в нижній частині екзосфери, де вони перекриваються в термосферу. Але поза цим, метеорологічних явищ у цьому регіоні немає.

Міжпланетні та міжзоряні:

Ще одна важлива відмінність при обговоренні космосу - це різниця між тим, що лежить між планетами (міжпланетним простором), і тим, що лежить між зоряними системами (міжзоряний простір) в нашій галактиці. Але звичайно, це просто вершина айсберга, коли йдеться про космос.

Якби викинути сітку ширше, є також простір, який лежить між галактиками у Всесвіті (міжгалактичний простір). У всіх випадках визначення включає регіони, де концентрація речовини значно нижча, ніж в інших місцях, тобто регіон, який центрально займає планета, зірка чи галактика.

Крім того, у всіх трьох визначеннях заміри, що беруть участь, виходять за рамки всього, з чим ми люди звикли мати регулярну роботу. Одні вчені вважають, що простір розширюється нескінченно у всіх напрямках, а інші вважають, що простір є кінцевим, але безмежним і безперервним (тобто не має початку і кінця).

Іншими словами, є причина, яку вони називають простором - просто так багато!

Дослідження:

Дослідження космосу (тобто того, що знаходиться безпосередньо за атмосферою Землі) розпочалося серйозно з того, що називають «космічною епохою». Ця нова епоха розвідки почалася з того, що Сполучені Штати та Радянський Союз визначили своє розташування супутники та екіпажні модулі виходять на орбіту.

Перша велика подія космічної доби відбулася 4 жовтня 1957 року, з моменту запуску с Sputnik 1 Радянським Союзом - перший штучний супутник, виведений на орбіту. У відповідь тодішній президент Дуайт Д. Ейзенхауер 29 липня 1958 року підписав Національний закон про аеронавтику та космос, офіційно створивши НАСА.

Одразу НАСА та радянська космічна програма почали вживати необхідних кроків у напрямку створення пілотованих космічних кораблів. До 1959 року цей конкурс призвів до створення радянської програми "Восток" та проекту "Ртуть" НАСА. Що стосується Востока, це полягало у розробці космічної капсули, яку можна було б запустити на борт ракети-носія.

Поряд із численними випробуваннями безпілотників та кількома собаками, до 1960 року були обрані шість радянських пілотів, які стали першими людьми, котрі вийшли в космос. 12 квітня 1961 року радянський космонавт Юрій Гагарін був запущений на борт Восток 1 космічний корабель з космодрому Байконур, і таким чином став кулаком, який вирушив у космос (побив американця Алана Шепарда всього за кілька тижнів).

16 червня 1963 року Валентина Терешкова була вислана на орбіту на борт Восток 6 ремесло (що було остаточною місією Восток), і таким чином стала першою жінкою, яка пішла у космос. Тим часом НАСА взяла на себе проект Меркурій від ВВС США і почала розробляти власну концепцію місії, що склалася.

Розроблена для відправки людини в космос за допомогою існуючих ракет, програма швидко прийняла концепцію запуску балістичних капсул на орбіту. Перші сім космонавтів, що отримали прізвисько "Сім’я ртуті", були відібрані з пілотних програм тестування ВМС, ВПС та Морських.

5 травня 1961 року космонавт Алан Шепард став першим американцем на космосі Свобода 7 місія. Тоді, 20 лютого 1962 року, космонавт Джон Гленн став першим американцем, який вийшов на орбіту ракетним апаратом Atlas у складі Дружба 7. Глен виконав три орбіти планети Земля, і здійснили ще три орбітальні польоти, кульмінацією яких став 22-орбітний політ Л. Гордона Купера. Віра 7, що летіла 15 та 16 травня 1963 року.

У наступні десятиліття і НАСА, і Рада почали розробляти більш складні космічні апарати далекого польоту. Як тільки "Гонка на Місяць" закінчилася успішною посадкою "Аполлона 11" (далі - ще кілька місій "Аполлон"), фокус почав зміщуватися до встановлення постійної присутності в космосі.

Для росіян це призвело до постійного розвитку технології космічних станцій в рамках програми "Салют". У період з 1972 по 1991 рік вони здійснили спробу орбіти семи окремих станцій. Однак технічні збої та вихід з ладу підсилювачів другого ступеня ракети спричинили перші три спроби після Салют 1 вийти з ладу або призвести до зменшення орбіт станції через короткий період.

Однак до 1974 року росіянам вдалося успішно розгорнутись Салют 4, а за ним ще три станції, які залишатимуться на орбіті періодами від одного до дев'яти років. Хоча всі салюти були представлені громадськості як невійськові наукові лабораторії, деякі з них були фактично прикриттями для військових Алмаз розвідувальні станції.

NASA також продовжувала розробку технології космічних станцій, яка досягла свого завершення в травні 1973 року Скайлаб, яка залишилася б першою і єдиною космічною станцією, побудованою в Америці. Під час розгортання Скайлаб зазнав серйозних пошкоджень, втративши тепловий захист та одну із сонячних панелей.

Це вимагало першого екіпажу зібратися зі станцією та провести ремонт. Ще два екіпажі пішли за ними, а станція була зайнята загалом 171 день протягом її історії служби. Це закінчилося в 1979 році опусканням станції над Індійським океаном та частинами півдня Австралії.

До 1986 року Ради знову взяли на себе ініціативу у створенні космічних станцій з розміщенням Мир. Уповноважена у лютому 1976 року урядовою постановою, спочатку станція мала бути вдосконаленою моделлю космічних станцій Салют. З часом вона перетворилася на станцію, що складається з декількох модулів і декількох портів для екіпажу космічного корабля "Союз" і Прогрес вантажні космічні кораблі.

Основний модуль був виведений на орбіту 19 лютого 1986 року; а між 1987 та 1996 роками всі інші модулі будуть розгорнуті та приєднані. Протягом своєї 15-річної служби «Мір» відвідало 28 екіпажів тривалої експлуатації. Через низку програм спільної роботи з іншими країнами станцію також відвідуватимуть екіпажі інших країн Східного блоку, Європейського космічного агентства (ESA) та НАСА.

Після низки технічних і конструктивних проблем, що виникли на станції, уряд Росії заявив у 2000 році, що виведе з експлуатації космічну станцію. Це почалося 24 січня 2001 року, коли росіянин Прогрес вантажне судно стикувалося зі станцією і виштовхнуло його з орбіти. Потім станція увійшла в атмосферу і врізалася в Південний Тихий океан.

До 1993 року НАСА почало співпрацювати з росіянами, ЄКА та Японським агентством аерокосмічних досліджень (JAXA) для створення Міжнародної космічної станції (МКС). Поєднання NASA Космічна станція Свобода проект з радянською / рос Мир-2 станція, Європейська Колумб станція та японський модуль лабораторії Кібо, проект також побудований на російсько-американських місіях Шаттл-Мір (1995-1998).

З відходом від програми космічних шатлів у 2011 році членів екіпажу в останні роки доставляли виключно космічні апарати "Союз". З 2014 року співпраця між НАСА та Роскосмосом припинена для більшості заходів, що не належать до МКС, через напругу, спричинену ситуацією в Україні.

Однак за останні кілька років можливості американського пуску було відновлено у США завдяки таким компаніям, як SpaceX, United Launch Alliance та Blue Origin, що вступили в заповнення порожнечі своїм приватним флотом.

МКС постійно займається протягом останніх 15 років, перевищивши попередній рекорд, проведений Міром; і його відвідали космонавти та космонавти 15 різних країн. Очікується, що програма МКС продовжиться щонайменше до 2020 року, але може бути продовжена до 2028 року або, можливо, довше, залежно від бюджетного середовища.

Як ви добре бачите, де наша атмосфера закінчується і починається простір, є предметом дебатів. Але завдяки десятиліттям космічних досліджень та запусків нам вдалося придумати робоче визначення. Але як би не було точного визначення, якщо ви зможете подолати понад 100 кілометрів, ви неодмінно заробили свої крила космонавта!

Ми написали багато цікавих статей про космос тут у Space Magazine. Ось чому космос чорний ?, як холодний простір ?, космічний сміття ілюстрований: проблема у малюнках, що таке міжпланетний простір ?, що таке міжзоряний простір ?, а що таке міжгалактичний простір?

Для отримання додаткової інформації ознайомтеся з NASA розкриває таємниці міжзоряного космосу та цей список місій глибокого космосу.

Астрономічна ролях має такі епізоди, як серія космічних станцій, епізод 82: Космічна сміття, епізод 281: Вибухи в космосі, епізод 303: рівновага в космосі та епізод 311: звук у космосі.

Джерела: