Граница космоса 100 км

Где начинается граница космоса?

Андрей Кисляков, для РИА Новости.

Казалось бы, не так уж и существенно, где заканчивается «Земля» и начинается космос. Между тем споры вокруг значения высоты, дальше которой уже простирается безграничное космическое пространство, не затихают уже почти столетие. Последние данные, полученные путем досконального изучения и обобщения в течение почти двух лет большого объема информации, позволили канадским ученым в первой половине апреля заявить о том, что космос начинается на высоте 118 км. С точки зрения влияния на Землю космической энергии это число весьма важно для климатологов и геофизиков.

С другой стороны, окончательно завершить этот спор, установив всем миром единую, устраивающую всех границу, вряд ли скоро удастся. Дело в том, что существует несколько параметров, которые считаются принципиальными для соответствующей оценки.

Немного истории. То, что за пределами земной атмосферы действует жесткое космическое излучение, было известно давно. Однако четко определить границы атмосферы, измерить силу электромагнитных потоков и получить их характеристики не удавалось до начала запусков искусственных спутников Земли. Между тем, основной космической задачей, как СССР, так и Соединенных Штатов в середине 50-х годов была подготовка пилотируемого полета. Это, в свою очередь, требовало ясных знаний относительно условий сразу за пределами земной атмосферы.

Уже на втором советском спутнике, запущенном в ноябре 1957 г., находились датчики для измерения солнечного ультрафиолетового, рентгеновского и других видов космического излучения. Принципиально важным для успешного осуществления пилотируемых полетов стало открытие в 1958 г. двух радиационных поясов вокруг Земли.

Но вернемся к установленным канадскими учеными из Университета Калгари 118 км. А почему, собственно, такая высота? Ведь, так называемая «линия Кармана», неофициально признанная границей между атмосферой и космосом, «проходит» по 100-километровой отметке. Именно там плотность воздуха уже столь мала, что летательный аппарат должен двигаться с первой космической скоростью (примерно 7,9 км/с) для предотвращения падения на Землю. Но в таком случае ему уже не требуются и аэродинамические поверхности (крыло, стабилизаторы). На основании этого Всемирная ассоциация аэронавтики приняла высоту 100 км в качестве водораздела между аэронавтикой и астронавтикой.

Но степень разреженности атмосферы — далеко не единственный параметр, определяющий границу космоса. Тем более что «земной воздух» на высоте 100 км не заканчивается. А как, скажем, меняется состояние того или иного вещества с увеличением высоты? Может это и есть главное, что определяет начало космоса? Американцы, в свою очередь, считают любого, кто побывал на высоте 80 км, истинным астронавтом.

В Канаде решили выявить значение параметра, который, как представляется, имеет значение для всей нашей планеты. Они решили выяснить, на какой высоте заканчивается влияние атмосферных ветров и начинается воздействие потоков космических частиц.

Для этой цели в Канаде разработали специальный прибор STII ( Super — Thermal Ion Imager), который вывели на орбиту с космодрома на Аляске два года назад. С его помощью и было установлено, что граница между атмосферой и космосом расположена на высоте 118 километров над уровнем моря.

При этом сбор данных длился всего лишь пять минут, пока несущий его спутник поднимался на установленную для него высоту в 200 км. Таков единственный способ собрать информацию, поскольку эта отметка находится слишком высоко для стратосферных зондов и слишком низко для исследования со спутников. Впервые при исследовании были учтены все составляющие, в том числе движение воздуха в самых верхних слоях атмосферы.

Приборы, подобные STII, появятся для продолжения исследований приграничных областей космоса и атмосферы в качестве полезного груза на спутниках Европейского космического агентства, срок активного существования которых составит четыре года. Это важно, т.к. продолжение исследований пограничных регионов позволит узнать много новых фактов о воздействии космического излучения на климат Земли, о том, какое воздействие энергия ионов имеет на окружающую нас среду.

Изменение интенсивности солнечной радиации, напрямую связанное с появлением пятен на нашем светиле, каким-то образом влияет на температуру атмосферы, и последователи аппарата STII могут быть использованы для обнаружения этого влияния. Уже сегодня в Калгари разработали 12 различных анализирующих устройств, предназначенных для изучения различных параметров ближнего космоса.

Но говорить о том, что начало космоса ограничили 118 км не приходится. Ведь со своей стороны правы и те, кто считает настоящим космосом высоту в 21 миллион километров! Именно там практически исчезает воздействие гравитационного поля Земли. Что ждет исследователей на такой космической глубине? Ведь дальше Луны (384 000 км) мы не забирались.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Официальная» граница между атмосферой и космосом — линия Кармана (Karman line) — это 100 километров высоты. Выбрана она не из-за круглого значения. На этой высоте плотность воздуха уже столь мала, что аппарат, поддерживаемый аэродинамическими силами, должен лететь с первой космической скоростью, чтобы не упасть. А поскольку он в таком случае не упадёт и без крыльев, получается, что тут проходит «водораздел» между аэронавтикой и астронавтикой (принятый FAI), а значит — между атмосферой и космосом. Хотя воздушная оболочка планеты, понятно, на 100 км не обрывается.

Геофизики назовут с ходу ещё несколько слоёв и «границ», определяемых состоянием вещества в самых верхних «этажах» атмосферы. А, к примеру, в США, чтобы считаться состоявшимся астронавтом, нужно побывать на высоте более 80 километров (скорость при этом значения не имеет)ю

Канадцы же подошли к проблеме с другой стороны. Они решили выяснить, где проходит раздел между относительно слабыми ветрами земной атмосферы и космическими потоками заряженных частиц, несущихся со скоростями до 1000 км/ч.

Чтобы найти этот порог, канадцы создали специальный прибор Supra-Thermal Ion Imager, который был отправлен к границе космоса в 2007 году на борту геофизической ракеты NASA JOULE-II, прыгнувшей на 200 км вверх. На создание прибора, кстати, Канадское космическое агентство (Canadian Space Agency) потратило $422 тысячи, уточняется в пресс-релизе университета.

После тщательного анализа всех данных, группа учёных из Канады и США в своей статье в Journal of Geophysical Research опубликовала итоги эксперимента с Supra-Thermal Ion Imager, рассказывающие о поведении «межпланетной погоды» в промежуточной зоне между атмосферой и космосом.

Для нас же в том исследовании важна одна цифра — 118 километров. Именно там проходит край космоса, если руководствоваться критерием появления космического ветра.

Один из авторов работы, Дэвид Надсен (David Knudsen) из Калгари, говорит: «Эти данные позволяют нам рассчитать энергетические потоки в земной атмосфере, что в конечном счёте может помочь нам понять взаимосвязь между космосом и окружающей средой. Это может привести к более глубокому пониманию взаимосвязи между солнечными пятнами и переменами в земном климате, а также того, как космическая погода влияет на спутники связи, навигации и энергетические системы».

Источник

От 100 км. над Землёй и до Луны или околоземное космическое пространство

100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом, линия 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 дм³, яркость тёмно-буро-фиолетового неба 0,01—0,0001 кд/м² — приближается к яркости тёмно-синего ночного неба. Высота однородной атмосферы 45 см.

• 100—110 км — начало разрушения спутника: обгорание антенн и панелей солнечных батарей.
• 110 км — минимальная высота аппарата, буксируемого более высоколетящим тяжёлым спутником.
• 110—120 км — минимальная высота начала последнего витка спутника с наименьшим баллистическим коэффициентом.
• 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряженных частиц.
• 121—122 — самый низкий начальный перигей секретных спутников, но апогей их был 260—400 км.
• 122 км — первые заметные проявления атмосферы при возвращении с орбиты.
• 120—130 км — шарообразный спутник диаметром 1—1,1 м и массой 500—1000 кг, завершая оборот, переходит в баллистический спуск; однако обычно спутники менее плотные, имеют необтекаемые выступающие детали, и потому высота начала последнего витка не менее 140 км.
• 135 км — максимальная высота начала сгорания самых быстрых метеоров и болидов.
• 150 км — спутник с геометрически нарастающей быстротой теряет высоту, ему осталось существовать 1—2 оборота; спутник диаметром 1,1 м массой 1000 кг за один оборот спустится на 20 км.
• 150—160 км — дневное небо становится чёрным: яркость неба приближается к минимальной различаемой глазом яркости 1⋅10-6 кд/м².
• 160 км — граница начала более-менее стабильных низких околоземных орбит.
• 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.)
• 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.).
• 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека. Не различаемая глазом яркость неба всё ещё имеет место.
• 690 км — средняя высота границы между термосферой и экзосферой.
• 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 происходят на высотах 90—400 км. Плотность среды 400—500 миллионов частиц на 1 дм³.
• 1300 км — зарегистрированная граница атмосферы к 1950 году.
• 1320 км — максимальная высота баллистической ракеты при полёте на расстояние 10 тыс. км.

• 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.).
• 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).
• 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.
• 27 743 км — расстояние пролёта заранее (свыше 1 дня) обнаруженного астероида 2012 DA14.
• 35 786 км — граница между средними и высокими околоземными орбитами.
• 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 дм³.

ок. 80 000 км — теоретический 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. 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, 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). Каждый месяц в течение четырёх дней этот хвост пересекает Луна.

260 000 км — радиус сферы тяготения, где притяжение Земли превосходит притяжение Солнца.

363 104—405 696 км — высота орбиты Луны над Землёй (30 диаметров Земли). Плотность среды межпланетного пространства (плотность солнечного ветра) в окрестностях земной орбиты 5—10 тысяч частиц на 1 дм³ со всплесками до 200 000 частиц в 1 дм³ во время солнечных вспышек.

Источник

Границы на пути к космосу (в цифрах)

• 2 км — до этой высоты проживает 99 % населения мира.
• 2—3 км — начало проявления недомоганий (горная болезнь) у неакклиматизированных людей.
• 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров.
• 5,0 км — 50 % от атмосферного давления на уровне моря.
• 5,1 км — самый высокорасположенный (самый высокий населённый пункт город Ла-Ринконада (Перу).
• 5,5 км — пройдена половина массы атмосферы (гора Эльбрус). Яркость неба в зените 646—1230 кд/м².
• 6 км — граница обитания человека (временные посёлки шерпов в Гималаях), граница жизни в горах.
• до 6,5 км — снеговая линия в Тибете и Андах. Во всех прочих местах она располагается ниже, в Антарктиде до 0 м над уровнем моря.
• 6,6 км — самая высоко расположенная каменная постройка (гора Льюльяильяко, Южная Америка).
• 7 км — граница приспособляемости человека к длительному пребыванию в горах.
• 7,99 км — граница однородной атмосферы при 0 °C и одинаковой плотности от уровня моря. Яркость неба снижается пропорционально уменьшению высоты однородной атмосферы на данном уровне.
• 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть. Яркость неба в зените 440—893 кд/м².
• 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком в космос.
• 9 км — предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом.
• 10—12 км — граница между тропосферой и стратосферой в средних широтах. Также это граница подъёма обычных облаков, дальше простирается разрежённый и сухой воздух.
• 12 км — дыхание воздухом эквивалентно пребыванию в космосе (одинаковое время потери сознания

10—20 с); предел кратковременного дыхания чистым кислородом без дополнительного давления.

Потолок дозвуковых пассажирских авиалайнеров. Яркость неба в зените 280—880 кд/м².

15—16 км — дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе.

Над головой осталось 10 % массы атмосферы. Небо становится тёмно-фиолетовым (10—15 км).

16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление.

18,9—19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека : закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние жидкости ещё не кипят, так как тело генерирует достаточно внутреннего давления, но могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза.

19 км — яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5 % от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3—75 свечей против 1490 кд/м²), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.

20 км — зона от 20 до 100 км по ряду параметров считается «ближним космосом» . На этих высотах вид из иллюминатора почти как в околоземном космосе, но спутники здесь не летают, небо тёмно-фиолетовое и чёрно-лиловое, хотя и выглядит чёрным по контрасту с яркими Солнцем и поверхностью.

Потолок тепловых аэростатов-монгольфьеров (19 811 м).

20—30 км — начало верхней атмосферы.

20—22 км — верхняя граница биосферы : предел подъёма ветрами живых спор и бактерий.

20—25 км — озоновый слой в средних широтах. Яркость неба днём в 20—40 раз меньше яркости на уровне моря, как в центре полосы полного солнечного затмения и как в сумерки, когда Солнце ниже горизонта на 2—3 градуса и могут быть видны планеты.

25 км — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере) .

25—26 км — максимальная высота реального применения существующих реактивных самолётов.

30 км — яркость неба в зените 20—35 кд/м² (

1 % наземного), звёзд не видно, могут быть видны самые яркие планеты. Высота однородной атмосферы над этим уровнем 95—100 м.

34,4 км — среднее давление у поверхности Марса соответствует этой высоте. Тем не менее этот разреженный газ способен поднять пыль, окрашивающую марсианское небо в жёлто-розовый цвет.

Источник