Przestrzeń

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Granice atmosfery

Przestrzeń kosmiczna , kosmos ( starogrecki. Κόσμος - „porządek”, „porządek”) to stosunkowo puste obszary Wszechświata, które leżą poza granicami atmosfer ciał niebieskich . Przestrzeń nie jest całkowicie pustą przestrzenią: zawiera, choć o bardzo małej gęstości, materię międzygwiazdową (głównie cząsteczki wodoru ), tlen w niewielkich ilościach (pozostałość po wybuchu gwiazdy), promienie kosmiczne i promieniowanie elektromagnetyczne , a także hipotetyczne ciemna materia .

Etymologia

W swoim pierwotnym rozumieniu grecki termin „ przestrzeń ” (porządek, porządek świata) miał podłoże filozoficzne, określając hipotetyczną zamkniętą próżnię wokół Ziemi – centrum Wszechświata [1] . Niemniej jednak w językach opartych na bazie łacińskiej i jej zapożyczeniach praktyczny termin „przestrzeń” jest używany do tej samej semantyki (ponieważ z naukowego punktu widzenia próżnia otaczająca Ziemię jest nieskończona), dlatego jako rezultatem zmian reformatorskich, swoistym pleonazmem „przestrzeni kosmicznej”.

Granic

Nie ma wyraźnej granicy, atmosfera stopniowo przerzedza się wraz z odległością od powierzchni ziemi i nadal nie ma zgody co do tego, co należy uznać za czynnik początku kosmosu. Gdyby temperatura była stała, ciśnienie zmieniłoby się wykładniczo od 100 kPa na poziomie morza do zera. Międzynarodowa Federacja Lotnicza wyznaczyła wysokość 100 km ( linia Karmana ) jako roboczą granicę między atmosferą a przestrzenią, ponieważ na tej wysokości, aby wytworzyć siłę aerodynamiczną nośną, konieczne jest, aby samolot poruszał się z pierwszą prędkością kosmiczną , co sprawia, że ​​traci się sens lotu lotniczego [2] [3] [4] [5] .

Astronomowie ze Stanów Zjednoczonych i Kanady zmierzyli granicę między wiatrami atmosferycznymi a pojawieniem się cząstek kosmicznych. Znajdowała się na wysokości 118 kilometrów, choć sama NASA uważa granicę kosmosu na 122 km . Na tej wysokości wahadłowce przestawiły się z konwencjonalnego manewrowania przy użyciu wyłącznie silników rakietowych na manewrowanie aerodynamiczne z „podparciem” w atmosferze [3] [4] .

Układ Słoneczny

Przestrzeń w Układzie Słonecznym nazywana jest przestrzenią międzyplanetarną , która przechodzi w przestrzeń międzygwiezdną w punktach heliopauzy przesilenia. Próżnia kosmosu nie jest absolutna - zawiera atomy i cząsteczki wykryte za pomocą spektroskopii mikrofalowej, promieniowanie reliktowe, które pozostało po Wielkim Wybuchu oraz promienie kosmiczne, które zawierają zjonizowane jądra atomowe i różne cząstki subatomowe. Jest też gaz, plazma , pył, małe meteory i kosmiczne śmieci (materiały pozostałe po działalności człowieka na orbicie). Brak powietrza sprawia, że ​​przestrzeń kosmiczna (i powierzchnia Księżyca ) są idealnymi miejscami do obserwacji astronomicznych na wszystkich długościach fal widma elektromagnetycznego. Dowodem na to są zdjęcia wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Ponadto statki kosmiczne dostarczają bezcennych informacji o planetach, asteroidach i kometach Układu Słonecznego.

Wpływ przebywania w kosmosie na organizm człowieka

Według naukowców NASA , wbrew powszechnemu przekonaniu, wchodząc na otwartą przestrzeń bez skafandra ochronnego, człowiek nie zamarznie, nie eksploduje i natychmiast straci przytomność, jego krew nie zagotuje się - zamiast tego nastąpi śmierć z braku tlenu. Niebezpieczeństwo tkwi w samym procesie dekompresji - właśnie ten okres jest najbardziej niebezpieczny dla organizmu, ponieważ podczas wybuchowej dekompresji pęcherzyki gazu we krwi zaczynają się rozszerzać. Jeśli czynnik chłodniczy (taki jak azot) jest obecny, w tych warunkach zamrozi krew. W warunkach kosmicznych nie ma wystarczającego ciśnienia, aby utrzymać ciekły stan materii (możliwy jest tylko stan gazowy lub stały, z wyjątkiem ciekłego helu), dlatego najpierw woda szybko wyparuje z błon śluzowych ciała ( język, oczy, płuca). Niektóre inne problemy – choroba dekompresyjna , oparzenia słoneczne na niezabezpieczonej skórze i uszkodzenie tkanki podskórnej – zaczną się pojawiać w ciągu 10 sekund. W pewnym momencie osoba straci przytomność z powodu braku tlenu. Śmierć może nastąpić w ciągu około 1-2 minut, choć nie wiadomo na pewno. Jeśli jednak nie wstrzymasz oddechu w płucach (próba jego wstrzymania doprowadzi do barotraumy ), to 30-60 sekund przebywania na otwartej przestrzeni nie spowoduje nieodwracalnych uszkodzeń ludzkiego ciała [6] .

NASA opisuje przypadek, w którym osoba przypadkowo znalazła się w przestrzeni bliskiej próżni (ciśnienie poniżej 1 Pa) z powodu wycieku powietrza ze skafandra kosmicznego. Osoba pozostawała przytomna przez około 14 sekund – mniej więcej w tym czasie krew zubożona w tlen przedostaje się z płuc do mózgu. Wewnątrz skafandra nie było pełnej próżni, a rekompresja komory testowej rozpoczęła się około 15 sekund później. Świadomość powróciła do osoby, gdy ciśnienie wzrosło do równoważnej wysokości około 4,6 km. Później osoba, która wpadła w próżnię, opowiedziała, jak się czuł i słyszał wydobywające się z niego powietrze, a jego ostatnim świadomym wspomnieniem było to, że poczuł gotującą się wodę na języku.

Magazyn Aviation Week and Space Technology opublikował 13 lutego 1995 r. list, w którym opisano incydent z 16 sierpnia 1960 r. podczas wznoszenia się balonu stratosferycznego z otwartą gondolą na wysokość 19,5 mil ( około 31 km ), aby dokonać rekordowy skok ze spadochronu ( Projekt Excelsior ). Prawa ręka pilota była rozhermetyzowana, ale zdecydował się kontynuować wspinaczkę. Ręka, jak można się było spodziewać, była bardzo bolesna i nie można jej było użyć. Jednak, gdy pilot powrócił do gęstszych warstw atmosfery, stan dłoni powrócił do normy [7] .

Kosmonauta Michaił Kornienko i astronauta Scott Kelly, odpowiadając na pytania, stwierdzili, że przebywanie w kosmosie bez skafandra kosmicznego może prowadzić do uwolnienia azotu z krwi, powodując w rzeczywistości jej wrzenie [8] .

Granice na drodze do kosmosu i granice głębokiej przestrzeni

Atmosfera i bliskość kosmosu

Petropavlovka-view.jpg
Kirovsk2007.jpg
Elbrus Północ 195.jpg
Panorámica División Andina (Codelco Chile) .jpg
Mount Everest widziany z Drukair.jpg
Widok z kokpitu i formacja trzech statków F-15E.jpg
X-15 i B-52 Statek-matka.jpg
X-15 latający.jpg
Zdjęcie zrobione ok. godz. 100 000 stóp nad Oregonem autorstwa Justina Hamela i Chrisa Thompsona.jpg
Kociak-skok.jpg
.jpg
Wysiłek sylwetka STS-130.jpg
Moduł poleceń S66-11003.jpg
Gemini2reentry.jpg
Noctilucent chmury z ISS - 13-06-2012.jpg
Prom kosmiczny Atlantis na niebie 21 lipca 2011 r. do ostatecznego lądowania.jpg
  • Poziom morza - ciśnienie atmosferyczne 101,325 kPa (1 atm ; 760 mm Hg ), średnia gęstość 2,55⋅10 22 cząsteczek na dm³ [9] . Jasność bezchmurnego nieba w ciągu dnia wynosi 1500-5000 cd/m² przy wysokości słońca 30-60° [10] [11] .
  • 0,5 km - do tej wysokości żyje 80% światowej populacji ludzkiej.
  • 2 km - do tej wysokości żyje 99% ludności świata [12] .
  • 2-3 km - początek manifestacji dolegliwości ( choroba górska ) u osób nie zaaklimatyzowanych .
  • 4,7 km - IPA wymaga dodatkowego dopływu tlenu dla pilotów i pasażerów.
  • 5,0 km - 50% ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza [ źródło nieokreślone 337 dni ] .
  • 5,1 km - najwyżej położona (najwyższa osada to miasto La Rinconada (Peru) .
  • 5,5 km - przykryta została połowa masy atmosfery [13] ( Góra Elbrus ). Jasność nieba w zenicie wynosi 646-1230 cd/m² [14] .
  • 6 km - granica zamieszkiwania ludzi (czasowe osady Szerpów w Himalajach [15] ), granica życia w górach .
  • do 6,5 km - linia śniegu w Tybecie i Andach . We wszystkich innych miejscach znajduje się niżej, na Antarktydzie, do 0 m n.p.m.
  • 6,6 km - najwyżej położona kamienna budowla (Góra Llullillaco , Ameryka Południowa) [16] .
  • 7 km to granica przystosowania człowieka do długiego pobytu w górach.
  • 7,99 km - granica atmosfery jednorodnej o temperaturze 0°C i tej samej gęstości od poziomu morza . Jasność nieba zmniejsza się proporcjonalnie do spadku wysokości jednorodnej atmosfery na danym poziomie [17] .
  • 8,2 km - granica śmierci bez maski tlenowej: nawet zdrowa i wytrenowana osoba może w każdej chwili stracić przytomność i umrzeć. Jasność nieba w zenicie wynosi 440–893 cd/m² [18] .
  • 8 848 km - najwyższy punkt Ziemi to Mount Everest - granica pieszej dostępności w kosmos.
  • 9 km - granica przystosowania do krótkotrwałego oddychania powietrzem atmosferycznym.
  • 10-12 km - granica między troposferą a stratosferą ( tropopauza ) w środkowych szerokościach geograficznych. Również jest to granica wznoszenia się zwykłych chmur , rozrzedzone i suche powietrze rozciąga się dalej.
  • 12 km - oddychanie powietrzem jest równoznaczne z przebywaniem w kosmosie (ten sam czas utraty przytomności ~10-20 s) [19] ; granica krótkotrwałego oddychania czystym tlenem bez dodatkowego ciśnienia.
    Sufit poddźwiękowych pasażerskich samolotów . Jasność nieba w zenicie wynosi 280-880 cd/m² [14] .
  • 15-16 km - oddychanie czystym tlenem jest równoznaczne z przebywaniem w kosmosie [20] .
    Nad głową pozostawało 10% masy atmosfery [21] . Niebo staje się ciemnofioletowe (10-15 km) [22] .
  • 16 km - w skafandrze wysokościowym potrzebny jest dodatkowy nacisk w kokpicie.
  • 18.9-19.35 - Linia Armstronga - początek przestrzeni dla ludzkiego ciała : woda wrząca w temperaturze ludzkiego ciała. Płyny wewnętrzne jeszcze się nie gotują, ponieważ organizm wytwarza wystarczające ciśnienie wewnętrzne, ale ślina i łzy mogą zacząć wrzeć z tworzeniem się piany, a oczy puchną.
  • 19 km - jasność ciemnofioletowego nieba w zenicie 5% jasności czystego nieba na poziomie morza (74,3-75 świec [23] kontra 1490 cd/m² [10] ), najjaśniejsze gwiazdy i planety mogą być widziane w ciągu dnia.
  • 20 km - strefa od 20 do 100 km jest uważana za " bliską przestrzeń " ze względu na szereg parametrów. Na tych wysokościach widok z okna jest prawie jak w kosmosie przyziemnym, ale satelity tu nie latają, niebo jest ciemnofioletowe i czarno-fioletowe, chociaż wygląda na czarne w przeciwieństwie do jasnego Słońca i powierzchni.
    Sufit balonów na ogrzane powietrze - balony na ogrzane powietrze (19 811 m) [24] .
  • 20-30 km - początek górnej atmosfery [25] .
  • 20-22 km - górna granica biosfery : granica wzrostu żywych zarodników i bakterii przez wiatry [26] .
  • 20-25 km - warstwa ozonowa w środkowych szerokościach geograficznych. Jasność nieba w ciągu dnia jest 20-40 razy mniejsza od jasności na poziomie morza [27] , zarówno w centrum pasa całkowitego zaćmienia Słońca , jak i o zmierzchu , gdy Słońce znajduje się 2-3 stopnie poniżej horyzontu i można zobaczyć planety.
  • 25 km – intensywność pierwotnego promieniowania kosmicznego zaczyna przeważać nad wtórnym (zrodzonym w atmosferze) [28] .
  • 25-26 km to maksymalna wysokość rzeczywistego użytkowania istniejących samolotów odrzutowych.
  • 29 km - najniższa naukowo określona granica atmosfery zgodnie z prawem zmian ciśnienia i spadku temperatury wraz z wysokością, XIX w. [29] [30] . Wtedy nie wiedzieli o stratosferze i odwrotnym wzroście temperatury.
  • 30 km - jasność nieba w zenicie wynosi 20-35 cd/m² (~1% ziemskiego) [31] , gwiazdy nie są widoczne, widać najjaśniejsze planety [32] . Wysokość jednorodnej atmosfery powyżej tego poziomu wynosi 95-100 m [33] [31] .
  • 30–100 km to średnia atmosfera według terminologii COSPAR [34] .
  • 34,4 km - tej wysokości odpowiada średnie ciśnienie na powierzchni Marsa [35] . Niemniej jednak ten rozrzedzony gaz jest zdolny do wznoszenia pyłu, który zmienia marsjańskie niebo na żółto-różowy kolor.
  • 34,668 km - rekord wysokości balonu stratosferycznego z dwoma pilotami ( projekt "Strato-Lab" [en] , 1961)
  • OK. 35 km - początek przestrzeni dla wody lub punktu potrójnego wody : na tej wysokości ciśnienie atmosferyczne wynosi 611,657 Pa, a woda wrze przy 0 ° C, a powyżej nie może być w postaci płynnej.
  • 37,8 km – rekord wysokości samolotu turboodrzutowego ( MiG-25M , pułap dynamiczny ) [36] .
  • OK. 40 km ( 52 000 kroków ) - górna granica atmosfery w XI wieku : pierwsze naukowe określenie jej wysokości przez czas zmierzchu i średnicę Ziemi (arabski naukowiec Algazen , 965-1039) [37]
  • 41,42 km to rekord wysokości balonu stratosferycznego sterowanego przez jedną osobę, a także rekord wysokości skoku spadochronowego ( Alan Eustace , 2014) [38] . Poprzedni rekord - 39 km ( Felix Baumgartner , 2012)
  • 45 km to teoretyczna granica dla silnika strumieniowego .
  • 48 km - atmosfera nie tłumi promieni ultrafioletowych Słońca [39] .
  • 50-55 km - granica między stratosferą a mezosferą ( stratopauza ).
  • 50-150 km – w tej strefie żaden statek kosmiczny nie może latać na stałej wysokości przez długi czas [40] [41] .
  • 51,694 km - Ostatni rekord wysokości załogowej w epoce przedkosmicznej ( Joseph Walker na samolocie rakietowym X-15 , 30 marca 1961). Wysokość atmosfery jednorodnej 5,4 m [17] stanowi mniej niż 0,07% jej masy.
  • 53,7 km - rekord wysokości bezzałogowego balonu gazowego balonu meteorologicznego (20.09.2013, Japonia) [42] .
  • 55 km - pojazd zniżający ulega maksymalnym przeciążeniom podczas zniżania balistycznego [43] .
    Atmosfera przestaje absorbować promieniowanie kosmiczne [44] . Jasność nieba ok. 5 cd/m² [45] [46] . Powyżej blask niektórych zjawisk może znacznie nakładać się na jasność światła rozproszonego (patrz niżej).
  • 40-80 km – maksymalna jonizacja powietrza (przemiana powietrza w plazmę) z tarcia o nadwozie zniżającego się pojazdu podczas wchodzenia do atmosfery z pierwszą prędkością kosmiczną [47] .
  • 60 km - początek jonosfery - obszaru atmosfery zjonizowanej promieniowaniem słonecznym.
  • 70 km - górna granica atmosfery w 1714 r. według obliczeń Edmunda Halleya na podstawie pomiarów ciśnienia wykonywanych przez wspinaczy, prawa Boyle'a i obserwacji meteorów [48] .
  • 80 km to wysokość satelity perygeum , z którego rozpoczyna się deorbitacja [49] .
    Początek zarejestrowanych przeciążeń podczas schodzenia z I prędkości kosmicznej ( CA Union ) [50] .
  • 75-85 km – wysokość pojawienia się noctylicznych chmur , niekiedy o jasności dochodzącej do 1-3 cd/m2 [51] .
  • 80,45 km (50 mil) to granica przestrzeni kosmicznej w Siłach Powietrznych USA . NASA utrzymuje wysokość FAI 100 km [52] [53] .
  • 80-90 km - granica między mezosferą a termosferą ( mezopauza ). Jasność nieba wynosi 0,08 cd/m² [54] [55] .
  • 90 km - początek zarejestrowanych przeciążeń podczas zniżania z drugą prędkością kosmiczną .
  • 90-100 km – turbopauza , poniżej której homosfera , w której miesza się powietrze i ma taki sam skład, a powyżej – heterosfera , w której ustają wiatry, a powietrze dzieli się na warstwy gazów o różnej masie .
  • OK. 100 km - początek plazmosfery , gdzie zjonizowane powietrze oddziałuje z magnetosferą .
  • OK. 100 км — самый яркий натриевый слой свечения атмосферы толщиной 10—20 км [56] , из космоса наблюдается как единый светящийся слой [57]
  • 100 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г. : открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли — Хевисайда 90—120 км [48] .
Orbitalaltitudes.jpg

Околоземное космическое пространство

Space011.jpg
20120522144425!Mercury-Redstone 3 - Earth observation - S61-01918 - cut.jpg
Gemini-9 Angry Alligator.jpg
View from Gemini 10 2.jpg
Alexey Akindinov. Gagarin's breakfast. 2011-2012.jpg
Tracy Caldwell Dyson in Cupola ISS.jpg
ISS-46 Aurora Borealis over the North Pacific Ocean.jpg
India and Ceylon as seen from the orbiting Gemini-11 spacecraft.jpg
As08-16-2593 crop.png
Nasa earth.jpg
Falcon 9 carrying DSCOVR, 2nd stage with Earth in background (16673034486).png
  • 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосомлиния Кармана , рубеж между аэронавтикой и космонавтикой . Летающий корпус и крылья начиная со 100 км не имеют смысла, так как скорость полёта для создания подъёмной силы становится выше первой космической скорости и атмосферный летательный аппарат превращается в космический спутник . Плотность среды 12 квадриллионов частиц на 1 дм ³ [58] , яркость тёмно-буро-фиолетового неба 0,01—0,0001 кд/м² — приближается к яркости тёмно-синего ночного неба [59] [54] . Высота однородной атмосферы 45 см [17] .
  • 100—110 км — начало разрушения спутника : обгорание антенн и панелей солнечных батарей [60] .
  • 110 км — минимальная высота аппарата, буксируемого более высоколетящим тяжёлым спутником [41] .
  • 110—120 км [61] — минимальная высота начала последнего витка спутника с наименьшим BC [62] .
  • 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряженных частиц [63] .
  • 121—122 — самый низкий начальный перигей секретных спутников , но апогей их был 260—400 км. [64]
  • 122 км ( 400 000 футов ) — первые заметные проявления атмосферы при возвращении с орбиты: набегающий воздух стабилизирует крылатый аппарат типа Спейс Шаттл носом по ходу движения [4] .
  • 120—130 км [61] — шарообразный спутник диаметром 1—1,1 м и массой 500—1000 кг, завершая оборот, переходит в баллистический спуск [65] [66] [67] ; однако обычно спутники менее плотные, имеют необтекаемые выступающие детали, и потому высота начала последнего витка не менее 140 км [68] .
  • 135 км — максимальная высота начала сгорания самых быстрых метеоров и болидов [69] .
  • 150 км [61] — спутник с геометрически нарастающей быстротой теряет высоту, ему осталось существовать 1—2 оборота [70] ; спутник диаметром 1,1 м массой 1000 кг за один оборот спустится на 20 км [65] .
  • 150—160 км — дневное небо становится чёрным [48] [71] : яркость неба приближается к минимальной различаемой глазом яркости 1⋅10 -6 кд/м² [72] [54] [73] .
  • 160 км (100 миль) — граница начала более-менее стабильных низких околоземных орбит .
  • 188 км — высота первого беспилотного космического полёта ( ракета Фау-2 , 1944 г.) [74] [75]
  • 200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
  • 302 км — максимальная высота ( апогей ) первого пилотируемого космического полёта ( Ю. А. Гагарин на космическом корабле Восток-1 , 12 апреля 1961 г.)
  • 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г. : открытие слоя Эплтона [39] .
  • 350 км — наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
  • ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции . Наибольшая высота ядерных испытаний ( Starfish Prime , 1962 г.). Взрыв создал искусственный радиационный пояс , который мог бы умертвить космонавтов на околоземных орбитах, но в это время не проводилось пилотируемых полётов.
  • 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека. Не различаемая глазом яркость неба всё ещё имеет место [46] .
  • 690 км — средняя высота границы между термосферой и экзосферой ( Термопауза , экзобаза ). Выше экзобазы длина свободного пробега молекул воздуха больше высоты однородной атмосферы и если они летят вверх со скоростью более второй космической , то с вероятностью свыше 50 % покинут атмосферу .
  • 947 км — высота апогея первого искусственного спутника Земли ( Спутник-1 , 1957 г.).
  • 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний , последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы; но обычно хорошо заметные сияния яркостью до 1 кд/м² [76] [77] происходят на высотах 90—400 км. Плотность среды 400—500 миллионов частиц на 1 дм ³ [78] [79] .
  • 1300 км — зарегистрированная граница атмосферы к 1950 году [80] .
  • 1320 км — максимальная высота баллистической ракеты при полёте на расстояние 10 тыс. км [81] .
  • 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком до первых полётов к Луне; космонавты впервые обнаружили не просто кривой горизонт , а полную шарообразность Земли (корабль Джемини-11 2 сентября 1966 г.) [82] .
  • 2000 км — условная граница между низкими и средними околоземными орбитами . Атмосфера не оказывает воздействия на спутники, и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
  • 3000 км — максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5—1 Гр /час — смертельная доза в течение нескольких часов полёта) [83] .
  • 12 756,49 км — мы удалились на расстояние, равное экваториальному диаметру планеты Земля .
  • 17 000 км — максимум интенсивности внешнего электронного радиационного пояса до 0,4 Гр в сутки [84] .
  • 27 743 км — расстояние пролёта заранее (свыше 1 дня) обнаруженного астероида 2012 DA14 .
  • 35 786 км — граница между средними и высокими околоземными орбитами [en] .
    Высота геостационарной орбиты , спутник на такой орбите будет всегда висеть над одной точкой экватора . Плотность частиц на этой высоте ~20—30 тыс. атомов водорода на дм ³ [85] .
  • ок. 80 000 кмтеоретический предел атмосферы в первой половине XX века . Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила превосходила бы притяжение, и молекулы воздуха, вышедшие за эту границу, разлетались бы в разные стороны [86] [87] . Граница оказалась близка к реальной и явление рассеяния атмосферы имеет место, но происходит оно из-за теплового и корпускулярного воздействия Солнца во всём объёме экзосферы .
  • ок. 90 000 км — расстояние до головной ударной волны , образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром .
  • ок. 100 000 км — верхняя граница экзосферы ( геокорона ) Земли со стороны Солнца [88] , во время повышенной солнечной активности она уплотняется до 5 диаметров Земли (~60 тыс. км). Однако с теневой стороны последние следы «хвоста» экзосферы, сдуваемого солнечным ветром, могут прослеживаться до расстояний 50—100 диаметров Земли (600—1200 тыс. км) [89] . Каждый месяц в течение четырёх дней этот хвост пересекает Луна [90] .
Moon-Earth.jpg

Межпланетное пространство

Earth rising above the lunar horizon.jpg
Earth and Moon seen from 183 million kilometers by MESSENGER (cropped).png
Simulated view from Voyager 1 looking toward the Sun (EOSS).jpg
Artist's concept of the Solar System as viewed from Sedna.jpg
Heliopause diagram.png
Universe Reference Map ru.jpg

Межзвёздное пространство

Kuiper oort ru.png
StarsNearSun.jpg
Local bubble ru.png
Orion Arm ru.jpg
Milky Way full annotated russian.jpg
  • ок. 300 000 000 000 км (300 млрд км) — ближняя граница облака Хиллса , являющегося внутренней частью облака Оорта — большого, но очень разреженного шарообразного скопища ледяных глыб, которые медленно летят по своим орбитам. Изредка выбиваясь из этого облака и приближаясь к Солнцу , они становятся долгопериодическими кометами .
  • 4 500 000 000 000 км (4,5 трлн км) — расстояние до орбиты гипотетической планеты Тюхе , вызывающей исход комет из Облака Оорта в околосолнечное пространство.
  • 9 460 730 472 580,8 км (ок. 9,5 трлн км) — световой год — расстояние, которое свет со скоростью 299 792 км/с проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.
  • до 15 000 000 000 000 км — дальность вероятного нахождения гипотетического спутника Солнца звезды Немезида , ещё одного возможного виновника прихода комет к Солнцу.
  • до 20 000 000 000 000 км (20 трлн км, 2 св. года ) — гравитационные границы Солнечной системы ( Сфера Хилла ) — внешняя граница Облака Оорта , максимальная дальность существования спутников Солнца (планет, комет, гипотетических слабосветящих звёзд).
  • 30 856 776 000 000 км — 1 парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения межзвёздных расстояний, равен 3,2616 светового года.
  • ок. 40 000 000 000 000 км (40 трлн км, 4,243 св. года) — расстояние до ближайшей к нам известной звезды Проксима Центавра .
  • ок. 56 000 000 000 000 км (56 трлн км, 5,96 св. года — расстояние до летящей звезды Барнарда . К ней предполагалось послать первый реально проектируемый с 1970-х годов беспилотный аппарат «Дедал» , способный долететь и передать информацию в пределах одной человеческой жизни (около 50 лет).
  • 100 000 000 000 000 км (100 трлн км, 10,57 св. года) — в пределах этого радиуса находятся 18 ближайших звёзд , включая Солнце.
  • ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака , через которое сейчас движется Солнечная система (плотность среды этого облака 300 атомов на 1 дм³).
  • ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадрлн км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря , в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой (плотность среды 50 атомов на 1 дм³).
  • ок. 33 000 000 000 000 000 км (33 квадрлн км, 3500 св. лет) — толщина галактического Рукава Ориона , вблизи внутреннего края которого находится Местный пузырь.
  • ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квадрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь (англ. Milky Way ). До конца XIX века Галактика считалась пределом всей Вселенной.
Галактика М31 Андромеда(Ближайшая галактика к Млечному пути)
  • ок. 1 000 000 000 000 000 000 км (1 квинтлн км, 100 тысяч св. лет) — диаметр нашей галактики Млечный Путь, в ней 200—400 миллиардов звёзд, суммарная масса вместе с чёрными дырами , тёмной материей и другими невидимыми объектами — ок. 3 триллионов Солнц. За её пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик. Объём межгалактического пространства многократно больше объёма межзвёздного, а плотность среды его — менее 1 атома водорода на 1 дм³.
Earth's Location in the Universe (JPEG).jpg

Межгалактическое пространство

Этот рисунок представляет собой фрагмент паутинной структуры Вселенной, называемой «космической паутиной». Эти большие нити состоят в основном из тёмной материи, расположенной в пространстве между галактиками. Кредит: НАСА, ЕКА и Э. Холлман (Университет Колорадо, Боулдер)
Observable universe logarithmic illustration.png
  • ок. 4 900 000 000 000 000 000 000 км (4,9 секстиллиона км, 520 млн св. лет) — размер ещё более крупного сверхскопления Ланиакея («Необъятные небеса») , в которое входят наше сверхскопление Девы и так называемый Великий аттрактор , притягивающий к себе и заставляющий двигаться окружающие галактики, включая нашу, со скоростью обращения около 500 км/с. Всего в Ланиакее около 100 тысяч галактик, масса её около 100 квадриллионов Солнц.
  • ок. 10 000 000 000 000 000 000 000 км (10 секстиллионов км, 1 млрд св. лет) — длина Комплекса сверхскоплений Рыб-Кита , называемого ещё галактической нитью и гиперскоплением Рыб-Кита, в котором мы живём (60 скоплений галактик, 10 масс Ланиакеи или около квинтиллиона Солнц).
  • до 100 000 000 000 000 000 000 000 км — расстояние до Супервойда Эридана , самого большого на сегодня известного войда размером около 1 млрд св. лет. В центральных областях этого огромного пустого пространства нет звёзд и галактик, и вообще почти нет обычной материи, плотность его среды 10 % от средней плотности Вселенной или 1 атом водорода в 1—2 м³. Космонавт в центре войда без большого телескопа не смог бы увидеть ничего, кроме темноты.
    На рисунке справа в кубической вырезке из Вселенной видны многие сотни больших и малых войдов, расположенных, как пузыри в пене, между многочисленными галактическими нитями. Объём войдов намного больше объёма нитей.
  • ок. 100 000 000 000 000 000 000 000 км (100 секстиллионов км, 10 млрд св. лет) — длина великой стены Геркулес — Северная корона , самой большой известной сегодня суперструктуры в наблюдаемой Вселенной . Находится на расстоянии около 10 млрд световых лет от нас. Свет от нашего только родившегося Солнца сейчас находится на полпути к Великой стене, а достигнет её, когда Солнце уже погибнет.
  • ок. 250 000 000 000 000 000 000 000 км (ок. 250 секстиллионов км, свыше 26 млрд св. лет) — размер пределов видимости вещества (галактик и звёзд) в наблюдаемой Вселенной (около 2 триллионов галактик).
  • ок. 870 000 000 000 000 000 000 000 км (870 секстиллионов км, 92 млрд св. лет) — размер пределов видимости излучения в наблюдаемой Вселенной .

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Для того чтобы выйти на орбиту, тело должно достичь определённой скорости. Космические скорости для Земли:

  • Первая космическая скорость — 7,9 км/с — скорость для выхода на орбиту вокруг Земли;
  • Вторая космическая скорость — 11,1 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Земли и выхода в межпланетное пространство;
  • Третья космическая скорость — 16,67 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Солнца и выхода в межзвёздное пространство;
  • Четвёртая космическая скорость — около 550 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения галактики Млечный Путь и выхода в межгалактическое пространство. Для сравнения, скорость движения Солнца относительно центра галактики составляет примерно 220 км/с.

Если же какая-либо из скоростей будет меньше указанной, то тело не сможет выйти на соответствующую орбиту (утверждение верно лишь для старта с указанной скоростью с поверхности Земли и дальнейшего движения без тяги).

Первым, кто понял, что для достижения таких скоростей при использовании любого химического топлива нужна многоступенчатая ракета на жидком топливе, был Константин Эдуардович Циолковский .

Скорости разгона космического аппарата при помощи одного только ионного двигателя для вывода его на земную орбиту недостаточно, но для движения в межпланетном космическом пространстве и маневрирования он вполне подходит и используется достаточно часто.

Примечания

  1. CABINET // In Between Space and Cosmos
  2. Sanz Fernández de Córdoba. Presentation of the Karman separation line, used as the boundary separating Aeronautics and Astronautics (англ.) . Официальный сайт Международной авиационной федерации . Дата обращения: 26 июня 2012. Архивировано 22 августа 2011 года.
  3. 1 2 3 Андрей Кисляков. Где начинается граница космоса? . РИА Новости (16 апреля 2009). Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  4. 1 2 3 4 Ученые уточнили границу космоса . Lenta.ru (10 апреля 2009). Дата обращения: 4 сентября 2010.
  5. Найдена ещё одна граница космоса (недоступная ссылка) . Мембрана (10 апреля 2009). Дата обращения: 12 декабря 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  6. Бездушное пространство: Смерть в открытом космосе , «Популярная механика», 29 ноября 2006 г
  7. NASA: Human Body in a Vacuum
  8. Космонавты рассказали, что ждет человека в открытом космосе
  9. Атмосфера стандартная. Параметры . — М. : ИПК Издательство стандартов, 1981.
  10. 1 2 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 49
  11. Таблицы физических величин / под ред. акад. И.К.Кикоина. — М. : Атомиздат, 1975. — С. 647.
  12. Максаковский В.П. Географическая картина мира. — Ярославль: Верхневолжское издательство, 1996. — С. 108. — 180 с.
  13. Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М. : Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 381.
  14. 1 2 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 49, 53
  15. Гвоздецкий Н.А., Голубчиков Ю.Н. Горы . — М. : Мысль, 1987. — С.70 . — 399 с.
  16. Книга рекордов Гиннесса. Пер. с англ. — М. : "Тройка", 1993. — С. 96. — 304 с. — ISBN 5-87087-001-1 .
  17. 1 2 3 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 23
  18. Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 53
  19. Большая медицинская энциклопедия. 3-е издание . — М. : Сов. энциклопедия, 1975. — Т. 2.
  20. Большая медицинская энциклопедия . — М. : Сов. энциклопедия, 1975. — Т. 2.
  21. Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М. : Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 381.
  22. Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М. : Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 380.
  23. Труды всесоюзной конференции по изучению стратосферы. Л.-М., 1935. — С. 174, 255.
  24. Книга рекордов Гиннесса. Пер. с англ. — М. : "Тройка", 1993. — С. 141. — 304 с. — ISBN 5-87087-001-1 .
  25. Космонавтика: Энциклопедия. — М. : Сов. энциклопедия, 1985. — С. 34. — 528 с.
  26. Зигель Ф. Ю. Города на орбитах. — М. : Детская литература , 1980. — С. 124. — 224 с.
  27. HA Miley, EH Cullington, JF Bedinger Day‐sky brightness measured by rocketborne photoelectric photometers // Eos, Transactions American Geophysical Union, 1953, Vol. 34, 680—694
  28. Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М. : Сов. энциклопедия, 1953. — С. 95.
  29. Техническая энциклопедия. — М. : Издательство иностранной литературы, 1912. — Т. 1. Выпуск 6. — С. 299.
  30. A.Ritter. Anwendunger der mechan. Wärmetheorie auf Kosmolog. Probleme, Лейпциг, 1882. Стр. 8—10
  31. 1 2 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 25, 49
  32. Koomen MJ Visibility of Stars at High Altitude in Daylight // Journal of the Optical Society of America, Vol. 49, N 6, 1959, pp. 626—629
  33. Смеркалов В. А. Спектральная яркость дневного неба на различных высотах// Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып.871, 1961. — С. 44
  34. Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л. : Гидрометеоиздат, 1981. — С. 5. — 208 с.
  35. Атмосфера стандартная. Параметры . — М.v.aspx: ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 37. — 180 с.
  36. Рекорды МиГ-25
  37. Ф. Розенберг. История физики. Л., 1934.
  38. Parachutist's Record Fall: Over 25 Miles in 15 Minutes
  39. 1 2 Бургесс З. К границам пространства . — М. : Издательство иностранной литературы, 1957. Архивированная копия (недоступная ссылка) . Дата обращения: 20 октября 2012. Архивировано 12 февраля 2013 года.
  40. Обычные самолёты и аэростаты на эти высоты не поднимаются, ракетопланы , геофизические и метеорологические ракеты слишком быстро тратят топливо и вскоре начинают падение, спутники с круговой орбитой, то есть формально с постоянной высотой, здесь также долго не задерживаются из-за нарастающего сопротивления воздуха, см. далее.
  41. 1 2 Белецкий В., Левин У. Тысяча и один вариант «космического лифта». // Техника — молодёжи, 1990, № 10. — С. 5
  42. 無人気球到達高度の世界記録更新について. (Японское агентство аэрокосмических исследований)
  43. Космическая техника / Сайферт Г.. — М. : «Наука», 1964. — С. 381. — 728 с.
  44. Бургесс З. К границам пространства . — М. : Издательство иностранной литературы, 1957. Архивированная копия (недоступная ссылка) . Дата обращения: 3 февраля 2017. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  45. Бирюкова Л. А. Опыт определения яркости неба до высот 60 км // Труды ЦАО, 1959, вып. 25 — С. 77—84
  46. 1 2 Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л. : Гидрометеоиздат, 1981. — С. 145. — 208 с.
  47. Попов Е. И. Спускаемые аппараты. — М. : «Знание», 1985. — 64 с.
  48. 1 2 3 Бургесс З. К границам пространства . — М. : Издательство иностранной литературы, 1957.
  49. Ежегодник БСЭ, 1966
  50. Батурин, Ю.М. Повседневная жизнь российских космонавтов. — М. : Молодая гвардия, 2011. — 127 с.
  51. Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Андреев А. Л. Источники и приемники излучения / под ред. акад. И.К.Кикоина. — СПб. : Политехника, 19901991. — 240 с. — ISBN 5-7325-0164-9 .
  52. A long-overdue tribute . NASA (21 октября 2005). Дата обращения: 30 октября 2006.
  53. Wong, Wilson & Fergusson, James Gordon (2010), Military space power: a guide to the issues , Contemporary military, strategic, and security issues, ABC-CLIO, ISBN 0-313-35680-7 , < https://books.google.com/books?id=GFg5CqCojqQC&pg=PA16 >  
  54. 1 2 3 Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л. : Гидрометеоиздат, 1981. — С. 146. — 208 с.
  55. Berg OE Day sky brightness to 220 km // Journal of Geophysical Research. 1955, vol. 60, № 3, p. 271—277
  56. http://www.albany.edu/faculty/rgk/atm101/airglow.htm Airglow
  57. Физическая энциклопедия / А. М. Прохоров. — М. : Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 139. — 704 с.
  58. Атмосфера стандартная. Параметры . — М. : ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 158. — 180 с.
  59. Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 27, 49
  60. Анфимов Н. А. Обеспечение управляемого спуска с орбиты орбитального пилотируемого комплекса «Мир»
  61. 1 2 3 Спутник на круговой орбите с такой начальной высотой
  62. Иванов Н. М., Лысенко Л. Н. Баллистика и навигация космических аппаратов . — М. : Дрофа, 2004.
  63. Где начинается граница космоса?
  64. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — С. 520—540. — 592 с.
  65. 1 2 Митрофанов А. Аэродинамический парадокс спутника // Квант. — 1998. — № 3. — С. 2-6
  66. Эрике К. Механика полёта сателлоида // Вопросы ракетной техники. — 1957. — № 2 .
  67. Корсунский Л. Н. Распространение радиоволн при связи с искусственными спутниками земли . — М. : «Советское радио», 1971. — С. 112, 113. — 208 с. Архивированная копия (недоступная ссылка) . Дата обращения: 7 мая 2016. Архивировано 5 июня 2016 года.
  68. Захаров Г. В. Энергетический анализ концепта спутника-сборщика атмосферных газов
  69. Федынский В. В. Метеоры . — М. : Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956.
  70. Александров С. Г., Федоров Р. Е. Советские спутники и космические корабли . — М. : Издательство Академии Наук СССР, 1961.
  71. Space Environment and Orbital Mechanics . United States Army. Дата обращения: 24 апреля 2012.
  72. Hughes JV, Sky Brightness as a Function of Altitude // Applied Optics, 1964,vol. 3, N 10, p. 1135—1138.
  73. Енохович А. С. Справочник по физике.—2-е изд / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М. : Просвещение, 1990. — С. 213. — 384 с.
  74. Walter Dornberger. Peenemünde. Moewig Dokumentation (Том 4341). — Berlin: Pabel-Moewig Verlag Kg, 1984. — С. 297. — ISBN 3-8118-4341-9 .
  75. Дорнбергер Вальтер . Фау-2. Сверхоружие Третьего Рейха. 1930-1945 = V-2. The Nazi Rocket Weapon / Пер. с англ. И. Е. Полоцка. — М. : Центрполиграф, 2004. — 350 с. — ISBN 5-9524-1444-3 .
  76. Исаев С. И., Пудовкин М. И. Полярные сияния и процессы в магнитосфере Земли / под ред. акад. И. К. Кикоина. — Л. : Наука, 1972. — 244 с. — ISBN 5-7325-0164-9 .
  77. Забелина И. А. Расчёт видимости звёзд и далёких огней. — Л. : Машиностроение, 1978. — С. 66. — 184 с.
  78. Атмосфера стандартная. Параметры . — М. : ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 168. — 180 с.
  79. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. 2-е издание. — М. : Советская Энциклопедия, 1970. — С. 174. — 592 с.
  80. Большая Советская Энциклопедия, 3 том. Изд. 2-е. М., «Советская Энциклопедия», 1950. — С. 377
  81. Траектория полёта баллистической ракеты (недоступная ссылка)
  82. Adcock G. Gemini Space Program--Finally, Success
  83. Бубнов И. Я., Каманин Л. Н. Обитаемые космические станции. — М. : Воениздат, 1964. — 192 с.
  84. Уманский С. П. Человек в космосе. — М. : Воениздат, 1970. — С. 23. — 192 с.
  85. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М. : Советская Энциклопедия, 1968. — С. 451. — 528 с.
  86. Техническая энциклопедия . 2-е издание. — М. : ОГИЗ РСФСР, 1939. — Т. 1. — С. 1012. — 1184 с.
  87. Enciclopedia universal ilustrada europeo-americana . — 1907. — Т. VI. — С. 931. — 1079 с.
  88. Геокорона // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів, 2003. — С. 109. — ISBN 966-613-263-X . (укр.)
  89. Koskinen, Hannu. Physics of Space Storms: From the Surface of the Sun to the Earth . — Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. — С. 42. — ISBN ISBN 3-642-00310-9 .
  90. Mendillo, Michael (November 8–10, 2000), The atmosphere of the moon , in Barbieri, Cesare & Rampazzi, Francesca, Earth-Moon Relationships , Padova, Italy at the Accademia Galileiana Di Scienze Lettere Ed Arti: Springer, с. 275, ISBN 0-7923-7089-9 , < https://books.google.com/books?id=vpVg1hGlVDUC&pg=PA275 >  
  91. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М. : Советская энциклопедия, 1970. — С. 292. — 592 с.

Ссылки