Расстояние от Земли до космоса
Освоение космического пространства происходит исходя из принципов международного права. Основы его заложены договором 1967 года, ратифицированным более чем 100 государствами. Парадоксально, но до сих пор ученые и правительства стран не пришли к единому мнению, сколько километров до космоса.
Что такое космос и где он начинается
Слово «космос» возникло в Древней Греции. В переводе оно означало порядок, строй, мир. Вселенная рассматривалась как противоположность хаосу и нагромождению материи. Впоследствии понятие трансформировалось. Современная наука относит к космосу пространство вне газовых оболочек небесных тел. Земной атмосферой считается область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей как единое целое.
Чтобы определить с научной точки зрения начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.
Для газовой оболочки Земли характерна выраженная слоистость из 5 сфер.
Первой от земной поверхности расположена тропосфера. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Высота ее колеблется от 8-10 на полюсе до 16-18 км в тропиках.
Вторая оболочка носит название стратосфера. Она начинается от 8-16 и заканчивается до 50-55 км от поверхности Земли. В интервале 20-30 проходит озоновый слой, защищающий все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. За счет их поглощения озоном происходит нагревание воздуха.
Далее до высоты 80 км простирается мезосфера. С увеличением дистанции температура падает до -90° С.
От нее до уровня 500 км расположена термосфера. Газовый состав термосферы подобен приземному, но кислород переходит в атомарное состояние.
Самый верхний, наиболее разреженный атмосферный слой, — экзосфера. Она состоит из ионизированного газа (плазмы). Частицы здесь могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы меньше атмосферной в 10 млн раз. Нижняя граница начинается от 450 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.
Таким образом, исходя из своего научного определения космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое вместе с Землей.
Примерное определение дистанции
Единого научного мнения, на каком расстоянии от Земли начинается космос, не существует. Ученые формируют свои доказательства исходя из различных видов физических параметров.
Есть идея, что космос начинается после исчезновения гравитационного воздействия Земли — на расстоянии 21 млн км.
На высоте 18,9-19,35 км при температуре человеческого тела начинает закипать вода. То есть для организма космос начнется на линии Армстронга. После того как в 1957 году первый искусственный спутник исследовал пространство над Землей, возникло понятие «ближний космос» (от 20 до 100 км).
В 50-х годах XX века исследователь Теодор фон Карман установил, что в 100 км от Земли полет для создания подъемной силы достигает момента первой космической скорости (7,9 м/с). Летательному аппарату не нужны крылья, и он превращается в спутник Земли.
Американские и канадские ученые, измерив границу влияния ветров атмосферы и начало воздействия космических частиц на высоте 118 км, предложили определять космическое пространство с данного значения.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Правительства США отмечало расстояние 122 км, на котором шаттлы переключались с маневрирования двигателями на аэродинамику. А военно-воздушные силы своим пределом узаконили отметку 80,45 км.
В 1979 году СССР предложил считать границей космоса величину выше 100-110 км.
Официальное расстояние от поверхности земли до космоса
Страны не пришли к единому мнению, где заканчивается воздушное пространство. Это связано с проблемой установления высотного предела государственного суверенитета.
ФАИ (Международная авиационная федерация) регистрирует полет как космический, начиная от линии Кармана (100 км). В таком интервале от планеты аппарат может совершить полный орбитальный виток вокруг Земли, после чего начинаются его вход в плотные слои атмосферы, торможение и падение.
Международное космическое право базируется на следующих принципах:
- В космосе не существует границ государств.
- Исследования космического пространства проводятся в целях всего человечества согласно международному праву, включая устав ООН.
- В космосе запрещено размещать оружие массового уничтожения.
- Искусственные космические объекты находятся под юрисдикцией государства, запустившего их.
- Страны учитывают интересы друг друга, организуют консультации.
- Космонавты — посланцы человечества.
Данные нормы иногда вступают в противоречие с интересами мировых держав, так как вопрос о государственном суверенитете воздушного пространства тесно связан с лимитированием безвоздушных пространств.
На какой высоте летает МКС
Расстояние до Международной космической станции от Земли меняется от 330 до 417 км. В этом интервале сочетаются оптимальные показатели для проведения экспериментов в условиях невесомости и экономически обоснованная дальность доставки космонавтов и грузов.
Причины изменения расстояний
Причина периодической смены расстояний до МКС кроется в силе трения. Частицы атмосферы воздействуют на корпус станции, происходят медленное торможение и потеря высоты. За счет двигателей приходящих кораблей орбиту увеличивают.
Ранее расстояние от Земли до орбиты МКС варьировалось от 330 до 350 км. Выше ее не могли поднять по причине неспособности американских шаттлов улететь дальше этого расстояния от Земли.
После отмены программы «челноков» станцию удалось отдалить от Земли на 417 км в 2014 году. Сегодня МКС находится на уровне 406 км.
Локальная смена дистанции связана с космическим мусором. Чтобы избежать столкновений, ведется наблюдение в режиме онлайн за передвижением отработанных элементов летательных аппаратов. Если появляется угроза удара, экипаж станции выполняет маневр уклонения. Двигатели дают импульс, который выводит МКС на более высокую орбиту.
Источник
Где начинается КОСМОС и где границы ВСЕЛЕННОЙ
С чего начинается космос и где кончается Вселенная? Как ученые определяют границы важных параметров в космическом пространстве. Все не так просто и зависит от того, что считать космосом, сколько насчитывать Вселенных.
Атмосфера
«Официальная» граница между атмосферой и космосом – линия Кармана, проходящая на высоте около 100 км. Ее выбрали не только из-за круглого числа: примерно на этой высоте плотность воздуха уже настолько мала, что ни один аппарат не может лететь, поддерживаясь одними лишь аэродинамическими силами. Чтобы создать достаточную подъемную силу, потребуется развить первую космическую скорость. Такому аппарату крылья уже не нужны, поэтому именно на 100-километровой высоте проходит граница между аэронавтикой и астронавтикой.
Но воздушная оболочка планеты на высоте 100 км, конечно, не заканчивается. Внешняя ее часть – экзосфера – простирается вплоть до 10 тыс. км, хотя и состоит уже, в основном, из редких атомов водорода, способных легко покидать ее.
Солнечная система
Центр нашей системы – Солнце – звезда диаметром почти 1,4 млн. километров. Ближайшие к нему планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – составляют внутреннюю область Солнечной системы. Все они имеют малое количество спутников, состоят из твердых минералов и (за исключением Меркурия) имеют атмосферу. Условно границу внутренней области Солнечной системы можно провести по Поясу астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера, примерно в 2-3 раза дальше от Солнца, чем Земля.
Самая удаленная галактика, которую астрономы сумели наблюдать с Земли – это z8_GND_5296, расположенная на расстоянии примерно 30 млрд. световых лет. Но самым далеким объектом, который возможно наблюдать в принципе, является реликтовое излучение, сохранившееся практически со времени Большого взрыва.
Ограниченная им сфера наблюдаемой Вселенной включает более 170 млрд. галактик. Представьте: если бы вдруг они превратились в горошины, ими можно было бы заполнить целый стадион «с горкой». Звезд здесь – сотни секстиллионов (тысяч миллиардов). Она охватывает пространство, которое тянется на 46 млрд. световых лет во всех направлениях. Но что лежит за ним – и где Вселенная заканчивается?
На самом деле, ответа на этот вопрос нет до сих пор: размеры всей Вселенной неизвестны – возможно, она вообще бесконечна. А может быть, за ее границами имеются другие Вселенные, но как они друг с другом соотносятся, что собой представляют – пока не известно, но может быть наши потомки, достигнув большего технического прогресса, смогут разгадать эту тайну.
Источник
Где начинается космос?
Люди часто задаются вопросом, где заканчивается атмосфера Земли и начинается космическое пространство. При этом многие заблуждаются и считают, что до космоса очень далеко. В реальности космос находится намного ближе, чем некоторые города. Если бы не притяжение планеты, добраться до ближнего космоса можно было бы за считаные минуты.
Космос близко!
Стоит отметить, что на самом деле не существует четкой или видимой границы между атмосферой нашей планеты и началом космического пространства. Чем выше поднимается космический корабль, тем меньше в атмосфере остается кислорода. Причем даже на обычном самолете можно проверить данное утверждение. Многие пассажирские лайнеры поднимаются на высоту более 10 тысяч метров, где прекрасно видно, что небо становится более синим, а иногда даже приобретает фиолетовые оттенки.
Все дело в том, что в верхних слоях атмосферы Земли намного меньше молекул кислорода и других газов, поэтому солнечный свет проходит легче, обеспечивая такой приятный синий цвет. Дальше свет попадает в более плотные слои и рассеивается.
На заметку! Как правило, люди смотрят на Солнце и видят желтый диск, однако в реальности наша звезда практически белая. Такой эффект создается из-за плотных слоев атмосферы, которая не пропускает все солнечные лучи. Кстати, именно атмосфера задерживает большую часть солнечной радиации.
Поднимаемся еще выше
Некоторые военные и исследовательские самолеты могут летать на высоте более 20 тысяч метров. Там небо кажется практически фиолетовым из-за еще меньшего количества молекул газа. Если поднять самолет или воздушный шар еще выше, атмосфера будет настолько разряженной, что без кислородной маски человек дышать не сможет. Кроме того, на таких высотах работает совершенно другие принципы аэродинамики, ведь сопротивление воздушных масс становится минимальным.
Для того чтобы подняться выше 20 тысяч метров понадобятся специальные ракеты, которые доставляют космические аппараты на орбиту. На этой высоте двигатели уже используют вторую космическую скорость. Данный барьер находится на высоте примерно 100 километров над поверхностью Земли. Называется он линией Кармана, в честь одноименного ученого, который самым первым определил границу атмосферы и ближнего космоса.
Кстати, первым космическим аппаратом был не советский спутник, а немецкая ракета ФАУ, которая еще в период Второй мировой войны прошла отметку в 100 километров и смогла выйти буквально в открытый космос. Позже немецкие технологии в области ракетостроения начали использовать советские и американские ученые.
Больше интересных статей о космосе и устройстве нашей Вселенной вы сможете найти на сайте «Космогид» .
Источник
Где начало космоса?
Нам часто кажется, что космос очень далеко – великая и недосягаемая Вселенная большинством из нас созерцается лишь с поверхности Земли, но так ли на самом деле космос далеко?
Давайте начнём разбираться с того, что вообще такое – космос ? Современная наука относит к космосу пространство вне газовых оболочек небесных тел. Земной атмосферой считается область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей как единое целое.
Чтобы определить с научной точки зрения начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.
Провести строгую границу между атмосферой Земли и космосом не получится. Почему? Во-первых, чем больше будет высота, тем меньше будет плотность атмосферы. Во-вторых, космос не бывает абсолютно пустым. Даже за пределами галактик хоть один атом на один кубический метр, но всё – таки найдётся. Поэтому можно сказать, что атмосфера плавно перетекает в космос, стало быть, граница между нашей планетой и космосом будет условной.
Для газовой оболочки Земли характерна выраженная слоистость из 5 сфер, границы которых тоже весьма размыты.
Первой от земной поверхности расположена тропосфера. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Высота ее колеблется от 8-10 км на полюсе до 16-18 км в тропиках. Это как раз тот слой, где «творится» погода – облака, дожди, грозы, словом, всё, что вам известно.
На вершине тропосферы находится тонкий слой, называемый тропопаузой , который является всего лишь «прослойкой» между тропосферой и стратосферой.
Вторая оболочка — стратосфера . Она начинается от 8-16 км и заканчивается до 50-55 км от поверхности Земли. В интервале 20-30 км проходит озоновый слой, защищающий все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. За счет их поглощения озоном происходит нагревание воздуха. Здесь летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары. Воздух в стратосфере не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках. Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы кружащиеся под вами в тропосфере облака и даже бушующие бури.
После стратосферы идёт ещё одна «прослойка» — стратопауза .
От 50-55 км до 80 км простирается мезосфера . Верхняя область мезосферы является самым холодным естественным местом на Земле, где температура может опускаться ниже -143° C.
С 80 км до 500 км расположена термосфера . Газовый состав термосферы подобен приземному, но кислород переходит в атомарное состояние.
На высоте около 500 — 10 000 км над земной поверхностью находится экзосфера — внешний край атмосферы, граничащий с космосом. Здесь метеорологические спутники вращаются вокруг Земли. Это самый верхний, наиболее разреженный атмосферный слой. Он состоит из ионизированного газа (плазмы). Частицы здесь могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы меньше атмосферной в 10 млн раз. Нижняя граница начинается от 500 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.
По сути, космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое вместе с Землей.
Ниже границы с космосом совершаются аэродинамические полёты, выше этой границы – только космические полёты. Чем выше мы будем подниматься, тем большая скорость будет необходима для поддержания полёта. Так, на высоте около 100 км для орбитального полёта нужна будет первая космическая скорость – 7,9 км/с. Принято считать, что именно на высоте 100 км от Земли и начинается космос (хотя атмосфера ещё не закончилась!). Здесь же пролегает линия Кармана, названная 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. Так что до космоса всего 1 час езды на машине (если, конечно, ваша машина может ездить вертикально).
На самом деле, после линии Кармана достаточно большое сопротивление воздуха. Относительно стабильной является высота в 400 км – именно на ней и находится МКС. Выше МКС уже не поднимешь: там начинаются опасные радиационные пояса – место, где элементарные космические частицы, захваченные магнитным полем Земли, вынуждены годами скитаться вдоль магнитных линий. Пребывание в радиационных поясах несёт необратимые разрушительные последствия для организма – онкологические заболевания, мутации и прочие неприятности.
Можно ли считать, что мы освоили космическое пространство? Конечно же, нет. Да, хоть человеку и удалось вырваться за пределы ощутимой атмосферы и даже один раз слетать на Луну, всё равно этого пока ещё совсем недостаточно для того, чтобы гордо именовать себя «покорителями космоса». Настоящий космос, я думаю, начинается вовсе не в 100 км над головой, а там, где мы не будем чувствовать влияния магнитных полей Земли, её гравитации, а гравитационное поле нашей планеты перестанет ощущаться лишь на дистанции от неё в 1,5 млн км! Там людей ещё не было (расстояние от Земли до Луны = 380 000 км), но у человечества ещё всё впереди!
Источник