Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео
Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.
Что такое космос
Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.
Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.
Границы
Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:
- 35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
- 100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
- 100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
- 260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
- 13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
- 20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
- 300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
- 30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
- 250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
- 870 скстлн км – граница видимости излучения.
Чем космос отличается от Вселенной
Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.
В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.
Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.
Межпланетное пространство
Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.
Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.
Межпланетная среда
Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:
- магнитного поля;
- космических лучей;
- нейтрального газа;
- пыли;
- электромагнитного излучения;
- солнечного ветра.
Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.
Межгалактическое пространство
Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.
Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.
Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.
Межгалактическая звезда
Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.
Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.
Процесс изучения
Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.
А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.
С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.
Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос
Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:
- 7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
- 11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
- 16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
- 550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.
Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.
Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека
Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.
Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.
Почему в космосе холодно
Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?
Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.
Почему в космосе холодно, если там вакуум
Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.
Почему космос черный?
Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.
Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.
На какой высоте официально начинается космос?
Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.
Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.
Важнейшие этапы освоения космоса 
Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:
- 4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
- 4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
- 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
- 15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
- 15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
- 2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
- с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
- 20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.
Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.
Что означает слово “космос”?
Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.
Интересное видео о космосе
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Что как выглядит космос
17 самых важных фотографий в космосе
12 апреля 1961 года состоялся первый полет человека в космос — и началась космическая эра для человечества. Прошло 60 лет, и за это время люди научились отправлять к планетам Солнечной системы беспилотные аппараты, собирать огромные массивы информации, делать потрясающей детальности снимки, а частная компания SpaceX Илона Маска запустила в космос кабриолет Tesla. Редакция Esquire отобрала 17 фотографий, символизирующих то, как сбывалась мечта человечества.
Found in the collectio (Photo by Fine Art Images/Heritage Images/Getty Images)
12 апреля 1961 года Юрий Гагарин стал первым человеком, вышедшим в открытый космос, — облетел вокруг Земли на космическом корабле «Восток». Полет Гагарина продолжался 108 минут и проходил полностью в автоматическом режиме. Когда корабль вышел на земную орбиту, Гагарин фиксировал все, что с ним происходило, на бортовой магнитофон. Он пил, ел и делал записи карандашом, который однажды уплыл от космонавта из-за невесомости. Так Гагарин установил, что карандаши и подобные предметы лучше всего привязывать.
«Землю окружал ореол нежно-голубоватого цвета, затем эта полоса постепенно темнела, становилась бирюзовой, синей, фиолетовой и переходила в угольно-черный цвет», — вспоминал Гагарин.
18 марта 1965 года корабль «Восток-2» с космонавтами Алексеем Леоновым и Павлом Беляевым стартовал с космодрома Байконур. На втором витке полета вокруг Земли Леонов вышел в открытый космос. Он пять раз удалялся от корабля на расстояние больше пяти метров, но оставался соединен с ним страховочным тросом. Всего миссия «Востока-2» длилась 26 часов и 2 минуты. В свободном полете Леонов провел 12 минут 9 секунд — позже Международная авиационная ассоциация зарегистрировала это как мировой рекорд. Сейчас рекорд принадлежит американским астронавтам Джеймсу Воссу и Сьюзен Хелмс, который пробыли в открытом космосе 8 часов 56 минут.
24 декабря 1968 года, астронавт Уильям Андерс сделал эту фотографию с борта космического корабля «Аполлон-8» во время облета Луны. Ставшая одной из самых знаменитых космических фотография получила название «Восход Земли». Несмотря на то что Луна всегда повернута к нашей планете только одной стороной, космический аппарат, передвигающийся по низкой орбите, может наблюдать заход и восход Земли. Снимок вышел на развороте новогоднего выпуска журнала Life. Вспоминая свой опыт наблюдения Земли из космоса, Андерс говорил, что наша планета находилась не над Луной, а сбоку от нее и показалась ему крошечной.
20 июля 1969 года, первый отпечаток человеческой ноги на поверхности Луны. Экипаж космического корабля «Аполлон-11», астронавты Эдвин «Базз» Олдрин и Нил Армстронг стали первыми людьми, высадившимися на спутник Земли. Фотография отпечатка ноги позволила ученым понять материальный состав лунной поверхности. Во время экспедиции «Аполлона-11» было сделано больше тысячи фотографий, но именно эта стала культовой среди населения. Любой мог заказать распечатку этого фото в качестве сувенира.
Именно этот след символизирует «Маленький шаг для человека и гигантский скачок для человечества» — слова, сказанные самим Армстронгом по время прогулки по Луне.
Heritage Space/Heritage Images via Getty Images
20 июля 1969 года, американский астронавт «Аполлона-11» Базз Олдрин у установленного им и его коллегой Нилом Армстронгом американского флага на поверхности Луны. Этот символический акт закрепил за американцами безраздельное господство в освоении Луны. С 1969 года астронавты США больше десяти раз высаживались на спутнике Земли, чего так и не сделали их коллеги из других стран. Когда Олдрин и Армстронг сошли с трапа на лунную поверхность, Базз произнес слова, которые позже использовал в качестве заглавия к своим мемуарам: «Великолепное запустение».
Space Frontiers/Getty Images
15 декабря 1972 года, лунный модуль «Челленджер» запечатлен с корабля «Аполлон-17» после маневров по перемещению и стыковке во время миссии НАСА по высадке на Луне. Белые точки вокруг него — это фрагменты ракетной ступени Saturn S-IVB, отброшенной «Аполлоном-17».
KEYSTONE Pictures USA/Legion Media
20 июля 1976 года, первый в истории снимок изображения поверхности Марса, переданный марсианской станцией «Викинг-1», — на фото попала и часть аппарата, его посадочная опора. Этот снимок стал первым из последующих более чем 16 тысяч фотографий Марса и внес большой вклад в изучение Красной планеты. Он помог оценить состав и качество поверхности Марса, а также понять, каким будет ее сцепление с подножкой, говорил участник управления команды «Викинг» Джон Ньюкомб.
7 февраля 1984 года, астронавт Брюс МакКэндлесс запечатлен на расстоянии 100 метров от грузового отсека модуля «Челленджер». Астронавт находится в свободном полете, управляя полетом при помощи специального устройства для маневрирования и ранца с реактивным азотным двигателем, которое весит 140 килограммов, но в космосе эта тяжесть не ощущается. МакКэндлесс и его коллега Роберт Стюарт первыми вышли в открытый космос без страховки.
NASA/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Legion Media
14 февраля 1990 года, космический зонд «Вояджер-1» получил команду снимать планеты Солнечной системы. Среди материала, сделанного за почти четыре месяца съемки, нашлось фото Земли с расстояния 6 млрд километров, которое получило название «Бледно-голубая точка» (Pale Blue Dot). Изображение Земли на нем занимает 0,12 пикселя. Снимок получился благодаря мощной длиннофокусной камере и использованию синего, зеленого и фиолетового фильтров. Светлая полоса, в которой находится Земля, — это ореол солнечного света, который возник в оптике камеры. Зонд сфотографировал все планеты Солнечной системы, кроме Марса и Меркурия. В НАСА отобрали 60 фотографий в мозаику и назвали ее «Семейный портрет».
1 апреля 1995 года, фотографию сделали и опубликовали астрономы Джефф Хестер и Пол Скоуэн, ей дали имя «Столпы творения». В 2014 году ее пересняли в более высоком разрешении. На снимке при помощи телескопа «Хаббл» схвачены скопления межзвездного газа и пыли в окрестностях туманности «Орел» в 7 тысячах световых лет от Земли. Внутри этих образований происходит зарождение новых звезд, благодаря которым газовые облака светятся разными цветами. Синим цветом на снимке представлен кислород, красным — сера, а зеленым — азот и водород.
ESA/AFP via Getty Images
4 октября 2006 года, Европейское космическое агентство опубликовало снимок SWEEPS (Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search — «Окно Стрельца, затмевающее поиск внесолнечных планет»). Для фото в течение семи дней снимали 180 тысяч звезд, чтобы обнаружить за ними планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Благодаря съемкам обнаружились 16 потенциальных планет, исследователи назвали их «короткопериодические горячие юпитеры». Они располагались вблизи небольших звезд. Большинство из этих экзопланет слишком тусклые, чтобы можно было определить их точную массу.
14 июля 2015 года, снимок планеты Плутон с расстояния 200 тысяч километров, сделанный космическим кораблем New Horizons, который шесть месяцев изучал планету и ее карликовый спутник Харон. На фото — подсвеченный солнцем Плутон, туманные облака которого простираются над планетой дальше чем на 193 километра. По мнению исследователей, голубая дымка — это «фотохимический смог», который разделяется под воздействием солнечных лучей на метан и другие молекулы в составе планеты. Благодаря снимкам Плутона ученые смогли точно установить его диаметр, он составил почти 2,4 тысячи километров, что оказалось немного больше предполагавшегося. New Horizons стал первым аппаратом, долетевшим до Плутона, он покорил большее расстояние, а также пробыл в космосе дольше (больше девяти лет), чем любой другой космический корабль.
5 февраля 2016 года, марсианский разведывательный спутник НАСА сделал эту фотографию при помощи камеры HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment). На снимке — область Марса под названием Nili Fossae, которая находится на северо-западе планеты. Этот участок очищен от слоев красной пыли и приоткрывает коренную породу Марса. Nili Fossae имеет сложную геологическую структуру, состоящую из песчаных дюн и скалистых образований.
Марсианский разведывательный спутник, оснащенный сверхмощной оптикой, обнаружил в нескольких кратерах на Марсе залежи стекла, слои льда, залегающие на глубине 1,5 километра на северном полюсе планеты, и возможные потоки воды, возникающие на Марсе в теплое время года.
16 декабря 2017 года, космический корабль Juno с близкого расстояния снял планету Юпитер. На фото проявились атмосферные полосы планеты. Они приобрели вид фрагмента картины какого-нибудь импрессиониста после того, как фотограф Рик Лунд пропустил снимок через фильтр масляной живописи в своей программе для обработки изображений. Получившаяся фотография как будто приблизила Юпитер, сделала его более человечным.
6 февраля 2018 года, красный спортивный электромобиль Tesla Roadster предпринимателя Илона Маска запустили в открытый космос на тяжелой ракете-носителе SpaceX Falcon 9. За рулем Tesla Roadster сидел манекен по имени Starman, названный так в честь персонажа песен Дэвида Боуи. Электромобиль направили к Марсу по гелиоцентрической орбите. В октябре 2020 года Roadster пролетел мимо Марса. На сайте whereisroadster.com можно было отследить полет электромобиля Маска и получить полную информацию о его миссии.
17 апреля 2018 года, туманность Кольцо или Мессье 57 — удаленная на 2300 световых лет от Земли планетарная туманность из созвездия Лиры. Внешне похожая на солнце, она остаток небольшой звезды. Впервые открыта в 1779 году астрономами Шарлем Мессье и Антуаном Даркье де Пелепуа. Этот снимок был сделан космическим телескопом «Хаббл». В центре туманности — умирающая звезда, которую называют белым карликом, а газовое кольцо вокруг — слои, отсоединенные от этой звезды.
Источник