Касмічная прастора

Матэрыял з Вікіпедыі - вольнай энцыклапедыі
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку
Межы атмасферы

Касмічнае прастора , космас ( ст.-грэч. κόσμος - «спарадкаванасць», «парадак») - адносна пустыя ўчасткі Сусвету , якія ляжаць па-за межамі атмасфер нябесных тэл . Космас не з'яўляецца абсалютна пустым прасторай: у ім ёсць, хоць і з вельмі нізкай шчыльнасцю, міжзоркавае рэчыва (пераважна малекулы вадароду ), кісларод у малых колькасцях (рэшту пасля выбуху зоркі), касмічныя прамяні і электрамагнітнае выпраменьванне , а таксама гіпатэтычная цёмная матэрыя .

Этымалогія

У сваім першапачатковым разуменні грэцкі тэрмін " космас " (парадак, светаўладкаванне) меў філасофскую аснову, вызначаючы гіпатэтычны замкнёны вакуум вакол Зямлі - цэнтра Сусвету [1] . Тым не менш, у мовах на лацінскай аснове і яе запазычаннях да аднолькавай семантыкі ўжываюць практычны тэрмін «прастора» (бо з навуковага пункта гледжання які ахінае Зямлю вакуум бясконцы), таму ў рускай і блізкіх яму мовах у выніку рэформенай карэкціроўкі нарадзіўся своеасаблівы плеаназм «касмічнае» прастора».

Межы

Выразнай мяжы не існуе, атмасфера разрэжаецца паступова па меры выдалення ад зямной паверхні , і да гэтага часу няма адзінага меркавання, што лічыць фактарам пачатку космасу. Калі б тэмпература была сталай, то ціск бы змянялася па экспанентным законе ад 100 кпа на ўзроўні мора да нуля. Международная авиационная федерация в качестве рабочей границы между атмосферой и космосом установила высоту в 100 км ( линия Кармана ), потому что на этой высоте для создания подъёмной аэродинамической силы необходимо, чтобы летательный аппарат двигался с первой космической скоростью , из-за чего теряется смысл авиаполёта [ 2] [3] [4] [5] .

Астраномы з ЗША і Канады вымералі мяжу ўплыву атмасферных вятроў і пачатку ўздзеяння касмічных часціц. Яна апынулася на вышыні 118 кіламетраў, хоць само NASA лічыць мяжой космасу 122 км . На такой вышыні шатлы перамыкаліся са звычайнага манеўравання з выкарыстаннем толькі ракетных рухавікоў на аэрадынамічнае з «апорай» на атмасферу [3] [4] .

Сонечная сістэма

Прастора ў Сонечнай сістэме называюць міжпланетнай прасторай , якое пераходзіць у міжзоркавую прастору ў кропках геліапаўзы сонцастаяння. Вакуум космасу не з'яўляецца абсалютным - у ім прысутнічаюць атамы і малекулы, выяўленыя з дапамогай мікрахвалевай спектраскапіі, рэліктавае выпраменьванне , якое засталося ад Вялікага выбуху , і касмічныя прамяні, у якіх утрымліваюцца іянізаваныя атамныя ядры і розныя субатамныя часціцы. Таксама ёсць газ, плазма , пыл, невялікія метэоры і касмічны смецце (матэрыялы, якія засталіся ад дзейнасці чалавека на арбіце). Адсутнасць паветра робіць касмічную прастору (і паверхня Месяца ) ідэальнымі ўчасткамі для астранамічных назіранняў на ўсіх даўжынях хваляў электрамагнітнага спектру. Доказам гэтага з'яўляюцца фатаграфіі, атрыманыя пры дапамозе касмічнага тэлескопа Хабл . Акрамя таго, бясцэнную інфармацыю аб планетах, астэроідах і каметах Сонечнай сістэмы атрымліваюць з дапамогай касмічных апаратаў.

Уздзеянне знаходжання ў адкрытым космасе на арганізм чалавека

Як сцвярджаюць навукоўцы НАСА , насуперак распаўсюджаным уяўленням, пры трапленні ў адкрыты космас без ахоўнага скафандра чалавек не змерзне, не ўзарвецца і імгненна не страціць прытомнасць, яго кроў не закіпіць – замест гэтага надыдзе смерць ад недахопу кіслароду. Небяспека заключаецца ў самім працэсе дэкампрэсіі - менавіта гэты перыяд часу найбольш небяспечны для арганізма, так як пры выбухны дэкампрэсіі бурбалкі газу ў крыві пачынаюць пашырацца. Калі прысутнічае холадагент (напрыклад, азот), то пры такіх умовах ён замарожвае кроў. У касмічных умовах недастаткова ціску для падтрымання вадкага стану рэчыва (магчымыя толькі газападобны або цвёрды стан, за выключэннем вадкага гелія), таму спачатку са слізістых абалонак арганізма (мова, вочы, лёгкія) пачне хутка выпарацца вада. Некаторыя іншыя праблемы – дэкампрэсійная хвароба , сонечныя апёкі неабароненых участкаў скуры і параза падскурных тканін – пачнуць адбівацца ўжо праз 10 секунд. У нейкі момант чалавек страціць прытомнасць з-за недахопу кіслароду. Смерць можа наступіць прыкладна праз 1-2 хвіліны, хаця дакладна гэта не вядома. Тым не менш, калі не затрымліваць дыханне ў лёгкіх (спроба затрымкі прывядзе да баратраўмы ), то 30-60 секунд знаходжання ў адкрытым космасе не выклічуць якіх-небудзь незваротных пашкоджанняў чалавечага арганізма [6] .

У НАСА апісваюць выпадак, калі чалавек выпадкова апынуўся ў прасторы, блізкім да вакууму (ціск ніжэй за 1 Па) з-за ўцечкі паветра са скафандра. Чалавек заставаўся ў прытомнасці прыблізна 14 секунд - прыкладна такі час патрабуецца для таго, каб збедненая кіслародам кроў патрапіла з лёгкіх у мозг. Унутры скафандра не ўзнік поўны вакуум, і рэкампрэсія выпрабавальнай камеры пачалася прыблізна праз 15 секунд. Свядомасць вярнулася да чалавека, калі ціск падняўся да эквівалентнага вышыні прыкладна 4,6 км. Пазней які трапіў у вакуум чалавек распавядаў, што ён адчуваў і чуў, як з яго выходзіць паветра, і яго апошні ўсвядомлены ўспамін складалася ў тым, што ён адчуваў, як вада на яго мове закіпае.

Часопіс "Aviation Week and Space Technology" 13 лютага 1995 г. апублікаваў ліст, у якім распавядалася аб інцыдэнце, які адбыўся 16 жніўня 1960 года падчас уздыму стратастату з адкрытай гандолай на вышыню 19,5 міль ( каля 31 км ) для здзяйснення рэкорднага прыж парашутам ( Праект «Эксельсіёр» ). Правая рука пілота была разгерметызаваная, аднак ён вырашыў працягнуць уздым. Рука, як і можна было чакаць, адчувала вельмі балючыя адчуванні, і ёю нельга было карыстацца. Аднак пры вяртанні пілота ў больш шчыльныя пласты атмасферы стан рукі вярнулася ў норму [7] .

Касманаўт Міхаіл Карніенка і астранаўт Скот Келі, адказваючы на ​​пытанні, паведамілі, што знаходжанне ў адкрытым космасе без скафандра можа прывесці да выхаду азоту са складу крыві, прымусіўшы яе, па сутнасці, кіпець [8] .

Межы на шляху да космасу і межы далёкага космасу

Атмасфера і блізкі космас

Petropavlovka-view.jpg
Kirovsk2007.jpg
Elbrus North 195.jpg
Panorámica División Andina (Codelco Chile).jpg
Mount Everest as seen from Drukair.jpg
Self cockpit view and three-ship formation of F-15E.jpg
X-15 і B-52 Mother ship.jpg
X-15 flying.jpg
Picture таксама на aprox. 100,000 feet above Justin Hamel and Chris Thompson.jpg
Kittinger-jump.jpg
우주 풍선으로 찍은 첫 해돋이.jpg
Endeavour silhouette STS-130.jpg
Command module S66-11003.jpg
Gemini2reentry.jpg
Noctilucent clouds from ISS - 13-06-2012.jpg
Space Shuttle Atlantis на неба на Жнівень 21, 2011, да ягонага final landing.jpg
  • Узровень мораатмасферны ціск 101,325 кПа (1 атм .; 760мм рт. ст ), шчыльнасць асяроддзя 2,55⋅10 22 малекул у дм³ [9] . Яркасць дзённага яснага неба 1500—5000 кд/м² пры вышыні Сонца 30—60° [10] [11] .
  • 0,5 км - да гэтай вышыні пражывае 80% чалавечага насельніцтва свету.
  • 2 км - да гэтай вышыні пражывае 99% насельніцтва свету [12] .
  • 2-3 км - пачатак праявы недамаганняў ( горная хвароба ) у неакліматызаваных людзей.
  • 4,7 км - МФА патрабуе дадатковага забеспячэння кіслародам для пілотаў і пасажыраў.
  • 5,0 км - 50% ад атмасфернага ціску на ўзроўні мора [ крыніца не паказаны 337 дзён ] .
  • 5,1 км - самы высокаразмешчаны (самы высокі населены пункт горад Ла-Рынканада (Перу) ) .
  • 5,5 км - пройдзена палова масы атмасферы [13] ( гара Эльбрус ). Яркасць неба ў зеніце 646—1230 кд/м² [14] .
  • 6 км — мяжа пасялення чалавека (часовыя пасёлкі шэрпаў у Гімалаях [15] ), мяжа жыцця ў гарах .
  • да 6,5 км - снегавая лінія ў Тыбеце і Андах . Ва ўсіх іншых месцах яна размяшчаецца ніжэй, у Антарктыдзе да 0 м над узроўнем мора.
  • 6,6 км — самая высока размешчаная каменная пабудова (гара Льюльяільяка , Паўднёвая Амерыка) [16] .
  • 7 км - мяжа прыстасоўвальнасці чалавека да працяглага знаходжання ў гарах.
  • 7,99 км - мяжа аднастайнай атмасферы пры 0 ° C і аднолькавай шчыльнасці ад узроўню мора . Яркасць неба змяншаецца прапарцыйна памяншэнню вышыні аднастайнай атмасферы на дадзеным узроўні [17] .
  • 8,2 км - мяжа смерці без кіслароднай маскі: нават здаровы і трэніраваны чалавек можа ў любы момант страціць прытомнасць і загінуць. Яркасць неба ў зеніце 440—893 кд/м² [18] .
  • 8,848 км - найвышэйшая кропка Зямлі гара Эверэст - мяжа даступнасці пешшу ў космас.
  • 9 км - мяжа прыстасоўвальнасці да кароткачасовага дыхання атмасферным паветрам.
  • 10-12 км - мяжа паміж трапасферы і стратасферы ( трапапауза ) у сярэдніх шыротах. Таксама гэта мяжа ўздыму звычайных аблокаў , далей распасціраецца разрэджанае і сухое паветра.
  • 12 км - дыханне паветрам эквівалентна знаходжанню ў космасе (аднолькавы час страты прытомнасці ~10-20 с) [19] ; мяжа кароткачасовага дыхання чыстым кіслародам без дадатковага ціску.
    Столь дагукавых пасажырскіх авіялайнераў . Яркасць неба ў зеніце 280—880 кд/м² [14] .
  • 15—16 км — дыханне чыстым кіслародам эквівалентнае знаходжанню ў космасе [20] .
    Над галавой засталося 10 % масы атмасферы [21] . Неба становіцца цёмна-фіялетавым (10—15 км) [22] .
  • 16 км - пры знаходжанні ў вышынным гарнітуры ў кабіне трэба дадатковы ціск.
  • 18,9-19,35 - лінія Армстранга - пачатак космасу для арганізма чалавека : закіпанне вады пры тэмпературы чалавечага цела. Унутраныя вадкасці яшчэ не кіпяць, бо цела генеруе дастаткова ўнутранага ціску, але могуць пачаць кіпець сліна і слёзы з адукацыяй пены, брыняць вочы.
  • 19 км - яркасць цёмна-фіялетавага неба ў зеніце 5% ад яркасці чыстага сіняга неба на ўзроўні мора (74,3-75 свечак [23] супраць 1490 кд/м² [10] ), днём могуць быць бачныя самыя яркія зоркі і планеты.
  • 20 км - зона ад 20 да 100 км па шэрагу параметраў лічыцца « блізкім космасам » . На гэтых вышынях выгляд з ілюмінатара амаль як у калязямным космасе, але спадарожнікі тут не лятаюць, неба цёмна-фіялетавае і чорна-ліловае, хоць і выглядае чорным па кантрасце з яркімі Сонцам і паверхняй.
    Столь цеплавых аэрастатаў - мангольф'ераў (19 811 м) [24] .
  • 20-30 км - пачатак верхняй атмасферы [25] .
  • 20—22 км — верхняя мяжа біясферы : мяжа ўздыму вятрамі жывых спрэчак і бактэрый [26] .
  • 20-25 км - азонавы пласт у сярэдніх шыротах. Яркасць неба днём у 20—40 разоў меншая за яркасць на ўзроўні мора [27] , як у цэнтры паласы поўнага сонечнага зацьмення і як на змярканні , калі Сонца ніжэй за гарызонт на 2—3 градусы і могуць быць бачныя планеты.
  • 25 км - інтэнсіўнасць першаснай касмічнай радыяцыі пачынае пераважаць над другаснай (народжанай у атмасферы) [28] .
  • 25-26 км - максімальная вышыня рэальнага прымянення існуючых рэактыўных самалётаў.
  • 29 км - самая нізкая навукова вызначаная мяжа атмасферы па законе змены ціску і падзенні тэмпературы з вышынёй, XIX стагоддзе [29] [30] . Тады не ведалі пра стратасферу і зваротны ўздым тэмпературы.
  • 30 км — яркасць неба ў зеніце 20—35 кд/м² (~1 % наземнага) [31] , зорак не відаць, могуць быць бачныя самыя яркія планеты [32] . Вышыня аднастайнай атмасферы над гэтым узроўнем 95-100 м [33] [31] .
  • 30-100 км - сярэдняя атмасфера па тэрміналогіі COSPAR [34] .
  • 34,4 км - сярэдні ціск у паверхні Марса адпавядае гэтай вышыні [35] . Тым не менш гэты разрэджаны газ здольны падняць пыл, якая афарбоўвае марсіянскае неба ў жоўта-ружовы колер.
  • 34,668 км - рэкорд вышыні стратастату з двума пілотамі ( праект «Страта-Лаб» [en] , 1961 г.)
  • ок. 35 км - пачатак космасу для вады або патройны пункт вады : на гэтай вышыні атмасферны ціск 611,657 Па і вада кіпіць пры 0 ° C, а вышэй не можа знаходзіцца ў вадкім выглядзе.
  • 37,8 км — рэкорд вышыні палёту турбарэактыўных самалётаў ( ІМГНЕННЕ-25М , дынамічная столь ) [36] .
  • ок. 40 км ( 52 000 крокаў ) - верхняя мяжа атмасферы ў XI стагоддзі : першае навуковае вызначэнне яе вышыні па працягласці змяркання і дыяметры Зямлі (арабскі вучоны Альгазен , 965-1039 гг.) [37]
  • 41,42 км — рэкорд вышыні стратастата, які кіруецца адным чалавекам, а таксама рэкорд вышыні скачка з парашутам ( Алан Юстас , 2014 г.) [38] . Папярэдні рэкорд — 39 км ( Фелікс Баўмгартнер , 2012 г.)
  • 45 км — тэарэтычная мяжа для праматочнага паветрана-рэактыўнага самалёта .
  • 48 км — атмасфера не аслабляе ўльтрафіялетавыя промні Сонца [39] .
  • 50-55 км - мяжа паміж стратасферы і мезосферы ( стратопаўза ).
  • 50—150 км — у гэтай зоне ніводны апарат не зможа доўга ляцець на пастаяннай вышыні [40] [41] .
  • 51,694 км - апошні пілатуемы рэкорд вышыні ў дакасмічную эпоху Джозэф Уокер на ракетаплане X-15 , 30 сакавіка 1961 г.. Вышыня аднастайнай атмасферы 5,4 м [17] - менш за 0,07% яе масы.
  • 53,7 км — рэкорд вышыні беспілотнага газавага аэрастата метэазонда (20 верасня 2013 г., Японія) [42] .
  • 55 км - спускаемы апарат пры балістычным спуску адчувае максімальныя перагрузкі [43] .
    Атмасфера перастае паглынаць касмічную радыяцыю [44] . Яркасць неба ок. 5 кд/м² [45] [46] . Вышэй свячэнне некаторых з'яў можа нашмат перакрываць яркасць безуважлівага святла (гл. далей).
  • 40-80 км - максімальная іянізацыя паветра (ператварэнне паветра ў плазму) ад трэння аб корпус спускаемага апарата пры ўваходзе ў атмасферу з першай касмічнай хуткасцю [47] .
  • 60 км - пачатак іёнасферы - вобласці атмасферы, іянізаванай сонечным выпраменьваннем.
  • 70 км — верхняя мяжа атмасферы ў 1714 г. па разліку Эдмунда Галлея на аснове вымярэнняў ціску альпіністамі, закону Бойля і назіранняў за метэорамі [48] .
  • 80 км - вышыня перыгея ШСЗ , з якога пачынаецца сход з арбіты [49] .
    Пачатак рэгіструемых перагрузак пры спуску з 1-й касмічнай хуткасцю ( СА Саюз ) [50] .
  • 75—85 км — вышыня з'яўлення серабрыстых аблокаў , якія часам маюць яркасць да 1—3 кд/м² [51] .
  • 80,45 км (50 міль) - мяжа космасу ў ВПС ЗША . NASA прытрымліваецца вышыні ФАІ 100 км [52] [53] .
  • 80-90 км - мяжа паміж мезасферы і тэрмасферы ( мезапаўза ). Яркасць неба 0,08 кд/м² [54] [55] .
  • 90 км - пачатак рэгіструемых перагрузак пры спуску з другой касмічнай хуткасцю .
  • 90-100 км - турбапауза , ніжэй якой гамасфера , дзе паветра змешваецца і аднолькавы па складзе, а вышэй - гетэрасфера , у якой вятры спыняюцца і паветра дзеліцца на пласты розных па масе газаў.
  • ок. 100 км — пачатак плазмасферы , дзе іянізаванае паветра ўзаемадзейнічае з магнітасферай .
  • ок. 100 км - самы яркі натрыевы пласт свячэння атмасферы таўшчынёй 10-20 км [56] , з космасу назіраецца як адзіны свеціцца пласт [57]
  • 100 км — зарэгістраваная мяжа атмасферы ў 1902 г .: адкрыццё адбіваючага радыёхвалі іянізаванага пласта Кенелі — Хевісайда 90—120 км [48] .
Orbitalaltitudes.jpg

Калязямная касмічная прастора

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
Індыя і Сэйлон з'яўляюцца арбітамі Gemini-11 spacecraft.jpg
As08-16-2593 crop.png
Nasa earth.jpg
Falcon 9 carrying DSCOVR, 2-е месца з зямлёй у паветры (16673034486).png
  • 100 км — афіцыйная міжнародная мяжа паміж атмасферай і космасамлінія Кармана , мяжа паміж аэранаўтыкай і касманаўтыкай . Які лётае корпус і крылы пачынальна са 100 км не маюць сэнсу, бо хуткасць палёту для стварэння пад'ёмнай сілы становіцца вышэй першай касмічнай хуткасці і атмасферны лятальны апарат ператвараецца ў касмічны спадарожнік . Шчыльнасць асяроддзя 12 квадрыльёнаў часціц на 1 дм³ [58] , яркасць цёмна-свідра-фіялетавага неба 0,01—0,0001 кд/м² — набліжаецца да яркасці цёмна-сіняга начнога неба [59] [54] . Вышыня аднастайнай атмасферы 45 см [17] .
  • 100—110 км — пачатак разбурэння спадарожніка : абгаранне антэн і панэляў сонечных батарэй [60] .
  • 110 км — мінімальная вышыня апарата, які буксіруецца больш цяжкім спадарожнікам [41] .
  • 110—120 км [61] — мінімальная вышыня пачатку апошняга вітка спадарожніка з найменшай BC [62] .
  • 118 км - пераход ад атмасфернага ветру да патокаў зараджаных часціц [63] .
  • 121-122 - самы нізкі пачатковы пэрыгей сакрэтных спадарожнікаў , але апагей іх быў 260-400 км. [64]
  • 122 км ( 400 000 футаў ) — першыя прыкметныя праявы атмасферы пры вяртанні з арбіты: паветра, якое набягае, стабілізуе крылаты апарат тыпу Спейс Шаттл носам па ходзе руху [4] .
  • 120—130 км [61] — шарападобны спадарожнік дыяметрам 1—1,1 м і масай 500—1000 кг, завяршаючы абарот, пераходзіць у балістычны спуск [65] [66] [67] ; аднак звычайна спадарожнікі менш шчыльныя, маюць неабцякальныя дэталі, якія выступаюць, і таму вышыня пачатку апошняга вітка не менш за 140 км [68] .
  • 135 км — максімальная вышыня пачатку згарання самых хуткіх метэораў і балідаў [69] .
  • 150 км [61] - спадарожнік з геаметрычна нарастальнай хуткасцю губляе вышыню, яму засталося існаваць 1-2 абароту [70] ; спадарожнік дыяметрам 1,1 м масай 1000 кг за адно абарачэнне спусціцца 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. гадоў. 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.

Нататкі

  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 абарачэння: 4 верасня 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. праф. 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. праф. 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. Кніга рэкордаў Гінеса. Пер. з 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. праф. 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. праф. 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. Кніга рэкордаў Гінеса. Пер. з 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. праф. 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. праф. 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. праф. 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. Архіваваная копія (недаступная спасылка) . 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 абарачэння: 24 красавіка 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. з 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. Выд. 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.

Спасылкі