Есть ли границы космоса и что находится за ними
Вопрос, что находится за космосом и существуют ли у него границы, волнует не только ученых, посвятивших изучению космических просторов всю жизнь. Об этом думают простые люди, когда смотрят на ночное небо, оно кажется безграничным, но логично было бы предположить, что у всего существуют пределы. На самом деле звезды, которые мы видим ночью, это лишь незначительная часть от всего пространства. Точного ответа на вопрос о границах космоса нет даже у астрономов и других ученых, но они разработали несколько правдоподобных теорий относительно размеров Вселенной. Они перечислены в этой статье.
С момента начала освоения космоса было выдвинуто множество теорий относительно его размера. На данной стадии своего развития наука не готова подтвердить ни одну из них, но знаний хватает, чтобы опровергнуть многие предположения. Возможно, когда-нибудь человечество получит точный ответ, сейчас мы можем лишь изучить самые интересные и правдоподобные теории. Если тебя интересуют перспективы освоения космического пространства, то обрати внимание на материал “Что нужно сделать ученым, чтобы космос стал нашим домом?”.
Объем Хаббла и Метагалактика
Наука отталкивалась от объема наблюдаемой Вселенной, то есть той части, излучение откуда может быть зафиксировано. Принимаются сигналы и из той части, которая скрыта от обзора, ее назвали Метагалактика. Ее самая отдаленная точка — это зона, в которой принимается поверхность излучения, освобожденного при Большом взрыве. Таким образом был определен радиус Метагалактики, он составляет 46 миллиардов световых лет. Что находится дальше — неизвестно, и с этого момента начинаются расхождения во мнениях.
Есть другое понятие для описания границ наблюдаемого пространства, это объем, захватываемый Хабблом. Это часть Метагалактики, в которой пространство расширяется с меньшей скоростью относительно скорости света. Этот объем составляет 13,8 миллиарда световых лет, что сопоставимо по возрасту с периодом, когда произошел Большой взрыв. Эту границу точно нельзя считать конечной, так как она ограничена возможностями Хаббла.
Мультивселенная
Согласно этой теории, охватываемый Универсум — это лишь один мир, а их существует великое множество. Они созданы из первичной материи при Большом взрыве, после чего развивались по собственному эволюционному сценарию, какие-то из них умирали, и на их место приходил новые миры. Этого предположения придерживался известный физик Стивен Хокинг из Британии, а также Нил Тайсон, Брайан Грин, Алан Гут.
Многомировая интерпретация Эверетта гласит, что в каждом из таких миров работают одни и те же природные закономерности, но они находятся на разных стадиях развития. При этом все миры параллельны, они могут изредка встречаться в каких-то точках соприкосновения, но в целом развиваются автономно.
Данная теория может оказаться правдивой, но сейчас она скорее философская, чем научная. Ученые не могут подтвердить или опровергнуть доводы, проведя эксперимент. Но если сторонники правы, то у нашей Вселенной есть пределы, и ей отведен определенный срок существования.
Просто пустота
Наука установила, что Универсум расширяется, это неоспоримый факт. Но нельзя с точностью утверждать, есть ли у этого расширения пределы. Некоторые физики предполагают, что границы существуют, а за их пределами есть только абсолютная пустота, то есть нет ничего. Там не могут работать законы физики эту область нельзя увидеть, так как в нее не может попасть свет. У пустоты нет ограничений по времени и пространству, поэтому мироздание видится, как шар, которых парит в бесконечности без каких-либо физических параметров. Простым людям тяжело воспринимать эту теорию, так как они не могут представить абсолютную пустоту, которая по версии ученых находится за пределами Вселенной.
Большая проекция
Еще одна теория содержится в последней работе Хокинга, ее опубликовали уже после того, как ученого не стало. Суть любопытной гипотезы в том, что рассматриваемое мироздание представляет собой голограмму первичной плоскости, которая была сформирована при Большом взрыве. Если верить этому предположению, то наш мир двумерен, мы видим его объемным, но это только иллюзия. А любые характеристики Универсума по времени и пространству являются проекционным искажением той самой плоскости. Но сейчас доказать эту гипотезу невозможно. Если предположить, что действительность двумерна, то в ней не должны работать законы, рассчитанные на трехмерность, для ученых это повод для размышления.
Нельзя сказать, какая из версий ближе к истине, как и точно ответить, что находится за космосом. Но человечество не останавливается в космическом прогрессе, углубляясь в изучении. Узнать об этом подробнее можно из статьи “Значение Международной космической станции”.
Источник
Пределом какой Галактики ограничивается освоение Космоса человеком?
вопрос не понравился.
Бессмысленный набор слов.
Есть только одна Галактика с большой буквы — наша родная, Млечный Путь. Все остальные — галактики с маленькой.
Болтать про освоение всей Галактики так же бессмыслено, как про освоение всей Вселенной.
Если ОТО верна, у человечества нет никаких шансов пережить смерть Солнечной Системы. Просто некуда нам переселяться — нечего осваивать. За оставшееся время (ну максимум миллионов 50 лет) никуда улететь нельзя.
Если мечтать о «кротовых дырах» и прочих гиперпространственных полетах — так пофиг расстояния. Осваивай что в голову взбредет.
Освоение космоса человеком ограничивается галактикой Млечный Путь.
Галактика Млечный Путь, называемая также просто Галактика (с заглавной буквы) — гигантская звёздная система, в которой находится, среди прочих, и наша Солнечная система, все видимые невооружённым глазом отдельные звёзды, а также огромное количество звёзд, сливающихся вместе и наблюдаемых в виде млечного пути. Наша Галактика является одной из многих других галактик.
Млечный Путь наблюдается на небе как неярко светящаяся диффузная белесая полоса, проходящая приблизительно по большому кругу небесной сферы. В северном полушарии Млечный Путь пересекает созвездия Орла, Стрелы, Лисички, Лебедя, Цефея, Кассиопеи, Персея, Возничего, Тельца и Близнецов; в южном — Единорога, Кормы, Парусов, Южного Креста, Циркуля, Южного Треугольника, Скорпиона и Стрельца. В Стрельце находится галактический центр.
Источник
Пределом какой галактики ограничивается освоение космоса человеком?
Поскольку мы наша планета земля находится в галактике «Млечный путь» поскольку диаметр ее,нашей галактики, равен примерно 100 000 световых лет или парсеков, то еще долго человеку не выбраться за ее пределы.
Думаю, правильный ответ — никакой.
Мечтать о перелетах в пределах по нашей Галактике «Млечный путь» — можно, но этого не будет никогда.
Если представить нашу Галактику размером с Землю, то полет человека к Луне и высадка на неё тождественен в этом масштабе — всего-навсего прыжок вируса в сторону на 4 микрона. Достижение окраин Солнечной системы с помощью автоматических зондов в этом же масштабе — перемещение атома на 300 метров за десяток лет. И сколько лет понадобится вирусам с такими успехами совершить кругосветное путешествие вокруг Земли?
Неограниченное количество. Развитие и форма жизни напрямую зависят от условий материнской планеты. То, что люди имеют такой облик — следствие ряда удивительных совпадений. Сильно сомневаюсь, что в Галактике ещё найдутся похожие на нас хотя бы на 70% существа.
Примерно 55-60 градусов (разные источники дают несколько разные числа).
На картинке выше изображение ковша Большой Медведицы с названиями главных звезд. Все названия арабского происхождения, не имеют никаких мифологических направлений, и вот что они означают.
Дубхе — спина большого медведя.
Мегрец — основание хвоста.
Алькаид (Бенеташ) — предводитель плакальщиц.
Если присмотреться к звезде Мицар, над ней и чуть левее можно увидеть еще одну звездочку. Называется она Алькор, что в переводе с того же арабского означает «незначительная». С помощью этой звездочки издавна проверяли зрение. Если человек различает эту звездочку, значит, у него нормальное зрение.
как говорил один из героев Шекспира. Вот с тёмной материей (тёмной, а не чёрной) ровно то же самое. Да, увидеть, в буквальном смысле этого слова, её нельзя. Ну так есть многое на свете, друг Горацио, что нельзя увидеть, но тем не менее это вполне удаётся зарегистрировать и даже измерить. Классический пример — нейтрино, частица, которую тоже предсказали, и даже предсказали, что её не поймать за бороду,- но исчислили, поймали и даже взвесили.
С тёмной материей будет то же самое. Да, на данный момент «состав» её не известен. Из каких частиц она состоит — непонятно. Известно лишь, что со светом, то есть с фотонами, квантами электромагнитного поля, она напрямую не взаимодействует — ровно поэтому её и не видно. Ну это лишь означает, что для изучения тёмной материи надо применять какие-то другие методы и использовать другие взаимодействия, кроме электромагнитного (пока что она проявляется через гравитационное взаимодействие). Может быть, ещё даже и не открытые, чем чёрт не шутит.
Ну дык и фигля. Зато учёным-физикам есть чем заняться, а они в итоге разберутся и с этой тёмной материей.
Насколько я знаю, Млечный Путь через несколько миллиардов лет столкнётся с Туманностью Андромеды
Источник
Есть ли предел у Вселенной?
Науку всегда интересовали границы нашей Вселенной, ведь у каждого объекта, даже столь огромного должен быть предел. Над разгадкой этой тайны работают многие ученые и астрономы. Ежегодно публикуется масса материала о сенсационных открытиях в космическом пространстве, ученые становятся на одну ступень ближе к разгадке.
Темный поток
Темным потоком назвали уникальное явление, которое состоит из более 800 галактических систем, движущихся в одну сторону с огромной скоростью. Сейчас к данному скоплению прибавилось еще более 500 систем. Причем темный поток смогли обнаружить не просто ученые-самоучки, а представители НАСА. Теперь мы можем смело считать, что Вселенная не только находится в постоянном движении, но и имеет физические границы.
Дело в том, что приводить в движение целые галактики может только очень серьезная сила. Такой силой является более массивная Вселенная, которая находится за пределами наших границ.
Исследователи уже давно выявили в космосе «реликтовое излучение», которое является прямым доказательством Большого взрыва. Сейчас нам удалось составить полноценную карту Вселенной. Еще в 2007 году ученые нашли зоны пространства, где не действуют обычные законы физики. Астрономы успели назвать такую зону «Обитель зла», так она оказалась настолько холодной, что там попросту не может существовать материя. В итоге получилось даже рассчитать промерный диаметр нашей Вселенной, он составил около 91 млрд. световых лет.
Космос продолжает расширяться
Теория Большого взрыва не опровергает расширение космического пространства, а наоборот доказывает, что космос всегда расширяется. Однако действующие законы не позволяют пространству расширяться постоянно. Физики считают, что на данном этапе наша Вселенная достигла только 20% от возможного расширения и процесс будет еще долго продолжаться.
Тогда возникает закономерный вопрос – что будет, когда Вселенная остановит расширение? На этот вопрос пока сложно ответить.
Специалисты из Монтанского университета установили, что наши технические возможности позволяет рассмотреть объекты на расстоянии максимум 13.7 млн. световых лет. Дальше ученые увидеть не могут, так как мешает поток реликтового излучения, через него невозможно пробиться даже самым совершенным телескопом.
Также следует учитывать, что мы получаем информацию из космоса с большим запозданием. По сути, ученые наблюдают не настоящее, а прошлое. Многие звезды и галактики могли уже погибнуть, но мы узнаем об этом только через миллионы лет.
Есть ли предел у Вселенной? Ответить на этот вопрос однозначно нельзя. Нам предстоит еще много изучить, прежде чем наука сможет разгадать самую сокровенную тайну нашего мира.
Больше интересного материала о Вселенной и космосе вы сможете найти на нашем сайте Космогид . Последние новости о науке и космических открытиях ждут вас.
Источник
Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса.(Осторожно многобукаф)
• Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления, плотность среды 2,7·1019 молекул на см³.
• 0,5 км — до этой высоты проживает 80 % населения мира.
• 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.
• 5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты (немного ниже вершины горы Эльбрус).
• 6 км — граница постоянного обитания человека.
• 7 км — граница приспособляемости к длительному пребыванию.
• 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть.
• 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком.
• 9 км — предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом.
• 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 лайнеров.
• 15 км — дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе.
• 16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление. Над головой осталось 10 % атмосферы.
• 10—18 км — граница между тропосферой и стратосферой на разных широтах (тропопауза).
• 18,9–19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека — закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние телесные жидкости на этой высоте ещё не кипят, поскольку тело генерирует достаточно внутреннего давления, чтобы предотвратить этот эффект, 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 1500 свечей на м²), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.
• 20 км — верхняя граница биосферы: предел подъёма в атмосферу спор и бактерий воздушными потоками.
• 20 км — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере).
• 20 км — потолок тепловых аэростатов (монгольфьеров) (19 811 м).
• 25 км — днём можно ориентироваться по ярким звёздам.
• 25—26 км — максимальная высота установившегося полёта существующих реактивных самолётов (практический потолок).
• 15—30 км — озоновый слой на разных широтах.
• 34,668 км — рекорд высоты для воздушного шара (стратостата), управляемого двумя стратонавтами.
• 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде.
• 37,65 км — рекорд высоты существующих турбореактивных самолётов (Миг-25, динамический потолок).
• 38,48 км (52 000 шагов) — верхняя граница атмосферы в 11 веке: первое научное определение высоты атмосферы по продолжительности сумерек (араб. учёный Альгазен, 965—1039 гг.).
• 39 км — рекорд высоты стратостата, управляемого человеком (Red Bull Stratos).
• 45 км — теоретический предел для прямоточного воздушно-реактивного самолёта.
• 48 км — атмосфера не ослабляет ультрафиолетовые лучи Солнца.
• 50 км — граница между стратосферой и мезосферой (стратопауза).
• 51,694 км — последний пилотируемый рекорд высоты в докосмическую эпоху (Джозеф Уокер на ракетоплане X-15, 30 марта 1961 г.)
• 51,82 км — рекорд высоты для газового беспилотного аэростата.
• 55 км — атмосфера не воздействует на космическую радиацию.
• 40—80 км — максимальная ионизация воздуха (превращение воздуха в плазму) от трения о корпус спускаемого аппарата при входе в атмосферу с первой космической скоростью.
• 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами.
• 80 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза).
• 80,45 км (50 миль) — официальная высота границы космоса в США.
• 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, определяющая границу между аэронавтикой и космонавтикой. Аэродинамические поверхности (крылья) начиная с этой высоты 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 на этой высоте 12 миллиардов молекул на 1 см³
• 100 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г.: открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли — Хевисайда 90—120 км.
• 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряжённых частиц.
• 122 км (400 000 футов) — первые заметные проявления атмосферы во время возвращения на Землю с орбиты: набегающий воздух начинает разворачивать Спейс Шаттл носом по ходу движения, начинается ионизация воздуха от трения и нагрев корпуса.
• 120—130 км — спутник на круговой орбите с такой высотой сможет сделать не более одного оборота.
• 150—180 км — высота перигея орбиты первых пилотируемых космических полётов.
• 200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
• 302 км — максимальная высота первого космического полёта (Гагарин Ю.А., Восток-1, 12 апреля 1961 г.)
• 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г.: открытие отражающего радиоволны слоя Эплтона.
• 350 км — наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
• ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции
• 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека.
• 690 км — граница между термосферой и экзосферой.
• 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90—400 км).
• 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком в долунную эпоху (12 сентября 1966 г., Джемини-11).
• 2000 км — 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).
• 12 756 км — мы отдалились на расстояние, равное диаметру планеты Земля.
• 17 000 км — внешний электронный радиационный пояс.
• 27 000 км — наименьшее расстояние от Земли, на котором пролетел заранее (свыше 1 дня) обнаруженный астероид 2012 DA14 диаметром 44 м и массой около 130 тыс. тонн.
• 35 786 км — высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора. В первой половине 20-го эта высота считалась теоретическим пределом существования атмосферы. Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила вращения будет превосходить над притяжением и частички воздуха, вышедшие за эту границу, будут разлетаться в разные стороны.
• ок. 90 000 км — расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
• ок. 100 000 км — верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась, началось межпланетное пространство
• 363 104 — 405 696 км — высота орбиты Луны над Землёй.
• 401 056 км — абсолютный рекорд высоты, на которой был человек (Аполлон-13, 14 апреля 1970 г.).
• 930 000 км — радиус гравитационной сферы Земли и максимальная высота существования её спутников. Выше 930 000 км притяжение Солнца начинает преобладать и оно будет перетягивать поднявшиеся выше тела.
• 1 500 000 км — расстояние до одной из точек либрации L2, в которых попавшие туда тела находятся в гравитационном равновесии. Космическая станция, выведенная в эту точку, не будучи орбитальным спутником, с минимальными затратами топлива на коррекции траектории всегда бы следовала за Землёй и находилась бы в её тени.
• 21 000 000 км — на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействиеЗемли на пролетающие объекты.
• 40 000 000 км — минимальное расстояние от Земли до ближайшей большой планеты Венеры (до Марса 56—58 млн. км).
• 149 597 870,7 км — среднее расстояние от Земли до Солнца. Это расстояние служит мерилом расстояний в Солнечной системе и называется астрономическая единица (а. е.).
• 4 500 000 000 км — радиус границы околосолнечного межпланетного пространства — радиус орбиты самой дальней большой планеты Нептун.
• 8 230 000 000 км — граница пояса Койпера — пояса малых ледяных планет.
• 18 435 000 000 км — расстояние до самого дальнего на сегодня космического аппарата Вояджер-1.
• Несколько десятков миллиардов км — пределы дальнобойности солнечного ветра, граница гелиосферы, начало межзвёздного пространства.
• 9 460 730 472 580, 8 км — световой год — расстояние, которое свет проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.
• до 20 000 000 000 000 км (20 трлн. км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — граница Облака Оорта, максимальная дальность существования планет.
• 30 856 776 000 000 км — парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения 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 звезды Проксима Центавра
• ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система (плотность 300 атомов на 1 дм³).
• ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадриллиона км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря, в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой (50 атомов на 1 дм³).
• ок. 33 000 000 000 000 000 км (33 квдрлн км, 3500 св. лет) — толщина галактического Рукава Ориона, в котором находится Местный пузырь.
• ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квдрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь. За его пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик.
• ок. 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 км — граница подгруппы Млечного Пути (15 галактик).
• ок. 15 000 000 000 000 000 000 км (15 квинтиллионов км) — граница Местной группы галактик (более 50 галактик).
• ок. 1 000 000 000 000 000 000 000 км (1 секстиллион км, 100 млн. св. лет)— граница Местного сверхскопления галактик (Сверхскопления Девы) (около 30 тысяч галактик).
• Группа сверхскоплений Кита-Рыб
• ок. 435 000 000 000 000 000 000 000 км (435 секстиллионов км, 46 млрд. св. лет) — граница наблюдаемой Вселенной (порядка 500 миллиардов галактик).
Найдены дубликаты
Было уже сегодня.
Только вчера в топе было, поднятое из бездны забытья. Плюс там еще и картинка была.
Ага, странно. Извините, не углядел. Но БМ молчал
было около дня назад.
Правда ли, что НАСА потратило миллион долларов на создание «космической ручки», а СССР обошёлся простым карандашом?
Вот уже несколько десятилетий популярна история о недалёких американских инженерах и их смекалистых советских коллегах. Мы проверили, имел ли место такой эпизод в космической гонке.
(Посты на эту тему уже публиковались на Пикабу но приведённые данные были неполными. Тэг «повтор» на ваше усмотрение)
Контекст. Легенда обычно имеет примерно следующий вид:
«Во время разработки космической программы НАСА столкнулась с проблемой: обыкновенные шариковые ручки не пишут в невесомости. И тогда агентство привлекло лучших учёных страны и потратило несколько миллионов долларов налогоплательщиков для того, чтоб разработать специальную «космическую ручку». Это чудо техники могло писать в невесомости и вакууме, на жаре и на морозе и вообще являлось лучшей ручкой времён и народов. А советское руководство тем временем снабдило своих космонавтов простыми и дешёвыми карандашами».
Как выясняется, с давних пор эта информация популярна и на Западе, где упоминается, к примеру, в эпизоде 2002 года сериала «Западное крыло». Что касается России, то один из вариантов истории долгое время входил в топ цитат на bash.org, другой попал в мемуары Михаила Хазина «Еврейское счастье». Не мог обойти подобную тему стороной и известный сатирик Михаил Задорнов, сопроводивший её своим коронным «Я всегда привожу в пример во время своих выступлений, насколько же развита соображалка у наших людей»:
Первый вопрос, который может возникнуть у читателя: почему не подходит обычная шариковая ручка? Дело в том, что её работа напрямую зависит от гравитации: чернила должны стекать из стержня на шарик, а с него — на бумагу. Однако в условиях невесомости никакая сила не толкает чернила к шарику — они просто свободно болтаются в стержне. По той же причине на Земле обычно довольно проблемно писать перевёрнутой или расположенной горизонтально шариковой ручкой. Поэтому вполне логично было бы воспользоваться простым карандашом как самым простым решением. Так почему же американцы до него не додумались? Или всё-таки додумались?
На самом деле в начале космической эры американские покорители космоса использовали исключительно карандаши. В рамках первой американской космической программы Mercury (1961–1963) карандаши были восковыми, а вот для второй программы Gemini (1965–1966) НАСА заказало 34 механических карандаша у хьюстонской компании Tycam, заплатив при этом 4382,5$, или по 128,89$ за каждый экземпляр. Когда эти цифры стали достоянием общественности, разразился скандал, и организация решила отказаться от подобных расходов в будущем. Тем более что карандаши хоть и имели сверхпрочный корпус, но внутри у них был самый обычный механизм с графитом, купленный в местном канцелярском магазине по $1,75 за штуку. Масла в огонь подлила информация о том, что вместе с дорогими карандашами астронавты взяли на борт четыре японских (то есть ещё вчера — вражеских) карандаша Pentel общей стоимостью 49 центов.
Не брезговали карандашами и в СССР. Например, Алексей Леонов, который в будущем стал настоящим художником, свой первый «космический» рисунок сделал 18 марта 1965 года, во время полёта на корабле «Восход-2». Космонавт использовал карандаши «Тактика», специально приспособленные для использования в космосе. Каждый карандаш крепился шнурком к столику, на котором рисовал космонавт.
Шнурки шнурками, однако и у тех, и у других организаторов полётов были серьёзные причины отказаться от использования карандашей. Графитовые экземпляры писали тонкими линиями, но представляли опасность, когда ломались. Плавая по кабине космического корабля, кусок графита мог попасть человеку в глаз или даже в механизм или электронику, вызвав замыкание или иные проблемы. Восковые же карандаши писали неточно и расплывчато, подобно мелкам. Кроме того, при их использовании отслаивался кусочек бумаги, потенциально порождая проблемы, аналогичные неприятностям от графита. В довершение ко всему и графит, и бумага прекрасно воспламеняются в насыщенной кислородом среде, а что такое пожар на борту, в НАСА узнали после трагедии с «Аполлоном-1».
И вот здесь на авансцену вышел неудачливый кандидат в президенты, но, как оказалось, вполне успешный изобретатель Пол Фишер. В 1965 году он запатентовал ручку, которая могла писать в жару и в холод, шариком вниз и вверх и даже под водой.
В отличие от большинства шариковых ручек, работа «Космической ручки» (Space Pen) Фишера не базировалась на силе тяжести. Вместо этого картридж находился под давлением азота, равным 35 фунтам на квадратный дюйм. Азот подталкивал чернила к шарику из карбида вольфрама. Чернила тоже были необычными: с тиксотропной (очень вязкой) консистенцией, которая защищала от испарения. Они начинали вести себя как жидкость, только когда шарик вращался, а в остальное время оставались неподвижными.
Чтобы продвинуть своё изобретение, Фишер даже добился его упоминания на слушаниях в Конгрессе в 1966 году, после чего послал в НАСА несколько рекламных проспектов. В агентстве долго боялись наступить на старые грабли, но наконец в 1967 году решились закупить одну из моделей антигравитационной ручки Фишера — AG-7 — по цене $4 за штуку. Как свидетельствует сообщение агентства Associated Press от февраля 1968 года, в итоге НАСА закупило 400 ручек с 40-процентной скидкой — по $2,39 за каждую. Более того, через год примеру американцев последовал и СССР, который для своей космической программы «Союз» закупил 100 ручек и 1000 картриджей с чернилами по аналогичной цене. С тех пор две страны пользовались ручками фирмы Fisher в космических полётах на постоянной основе.
Немаловажный факт: все документы говорят о том, что в разработку «Космической ручки» Фишера НАСА не вложило ни цента и не было связано с Фишером соответствующим контрактом. Сам изобретатель, по непроверенным данным, действительно в начальный период затратил значительные средства, чуть ли не миллион долларов, однако его бизнес с тех пор окупился многократно. И в наши дни антигравитационные ручки компании Fisher самых разных моделей можно приобрести по цене порядка $25–50.
Таким образом, все ключевые факты известной истории оказались ложными. На самом деле обе сверхдержавы долгое время снабжали своих космонавтов обычными карандашами, «Космическая ручка» обошлась НАСА в $2,39 за экземпляр, а Советский Союз в итоге воспользовался изобретением американцев.
Последний факт может звучать досаднее, если узнать, что в 1960-е годы советский инженер Михаил Клевцов разработал аналогичную авторучку на основе давления азота и густых чернил, однако инновация была тогда проигнорирована ответственными чиновниками. А байку, судя по всем данным, придумали сами американцы ещё в 1960-е годы.
(Все так же максимум два поста в день, ни спама, ни рекламы)
Почитать по теме:
Наглядное представление усилий NASA по изучению дальнего космоса
Линии показывают запуски в дальний космос, исключая неудачные миссии, прототипы и
испытания. Все миссии, включая полеты и посадку, представлены кругом вокруг каждого тела.
Сопоставление с другими странами в количественном отношении:
Veritasium: тайна синхронизации
Как спонтанный порядок возникает из хаоса? Дерек расскажет про явления синхронизации в нашей жизни. На примере с резонансом на новеньком мосту в Лондоне в 2000м году, когда, казалось бы, все проектировщики в курсе про то, как синхронный марш может разрушить мост. Объяснит, как синхронизируются метрономы на подвижной платформе. Как идеально соотносятся периоды вращения спутников вокруг планет на примере Юпитера. Про реакцию Белоусова-Жаботинского, как яркий пример химической автоколебательной реакции. А также как понимание явления синхронизации может помочь при сердечных аритмиях. И что помимо применения редукционизма науке важно научиться объединять составные части явлений и понимать их работу, как единого целого, которая обычно не равна просто сумме его частей.
Мы не умеем ориентироваться в космосе
Космические приключения напоминают нам, насколько неточно мы способны измерять реальность
Перевод статьи Калеба Скарфа – астрофизика, директора кафедры астробиологии в Колумбийском университете Нью-Йорка, основателя института yhousenyc.org , изучающего сознание человека и машины.
В начале 1960-х, во время космической гонки, ни американские, ни советские учёные, не знали точно, где находятся Марс или Венера – особенно с точностью и определённостью, жизненно необходимыми для ориентирования космических аппаратов. Это прозвучит смешно. Они знали, конечно, где примерно окажется такая цель, как Венера, когда к ней подлетит космический корабль. Однако «примерно» в данном контексте могло означать погрешность в 10 000 или 100 000 км. Местоположения планет, их эфемериды, зависят от чрезвычайно точной калибровки их орбит. Однако лучше всего делать это непосредственными измерениями – так, как делали бы моряки прошлого, приставая непосредственно к острову или побережью, чтобы точно определить его широту и долготу.
Печально известное событие, иллюстрирующее эту проблему, произошло в начале 1961 года. Планировалось отправить на Венеру зонд. Советские и американские учёные соревновались в попытках точно определить местоположение Венеры, а через это ещё и уточнить астрономическую единицу. Тогда она определялась, как среднее расстояние между центром Земли и центром Солнца. С Земли это можно было сделать, измеряя отражённые от Венеры сигналы радара. Первым удалось запустить зонд СССР – » Венера-1″. Через несколько месяцев СССР также объявил об уточнении значения а.е. с использованием Венеры. Но американцы обнаружили, что это значение на 100 000 км отличалось от их измерений, сделанных при помощи радара, и язвительно заметили, что в СССР, видимо, обнаружили какую-то новую планету.
Потом оказалось, что у советского зонда, который в момент анонса проведённых измерений должен был пройти где-то поблизости от Венеры, уже случилось несколько неприятных поломок, в числе которых был отказ температурного контроля и контроля местоположения. Возможно, зонд и пролетел где-то недалеко от Венеры, однако мы уже никогда не узнаем, насколько он промахнулся – к тому моменту связь с ним уже пропала.
Однако ситуация могла бы быть ещё хуже. «Венера-1» могла бы настолько далеко пройти от планеты, что вообще не собрала бы полезной информации, или могла бы врезаться в планету и бесславно погибнуть. Неудивительно, что после таких неприятных уроков учёные изо всех сил старались рассчитывать эфемериды (Эфемери́да — в астрономии — таблица небесных координат Солнца, Луны, планет и других астрономических объектов, вычисленных через равные промежутки времени, например, на полночь каждых суток. Звёздные эфемериды — таблицы видимых положений звёзд в зависимости от влияния прецессии, аберрации, нутации.) объектов Солнечной системы всё точнее и точнее [уже » Венера-3″, всего через четыре года после «Венеры-1», стала первым земным аппаратом, достигшим поверхности другой планеты / прим. пер.]. Но даже после невероятных улучшений фундаментальные проблемы определения точного местоположения как космического аппарата так и его цели – планеты – никуда не исчезли. Они, в некотором смысле, лишь обострились.
Сегодня одним из хранителей эфемерид служит Лаборатория реактивного движения, расположенная в Калифорнии. Она тщательно следит и постоянно обновляет данные о том, где, по нашему мнению, находятся планеты, их спутники, кометы, метеорные потоки и астероиды. Что-то вроде альманаха для исследователей планет. Но чем дальше мы заходим, чем экзотичнее становятся наши цели, тем сложнее эта задача.
Составляются амбициозные планы по отправке в звёздную систему Альфы Центавра крохотных «наноспутников» с солнечными парусами, движущиеся благодаря чрезвычайно мощным лазерам. Она расположена в четырёх световых годах от нас, и лететь к ней придётся не менее 20 лет со скоростью 20% от световой, или 216 млн км/ч. Проблема прибытия в нужный момент в нужное место другой звёздной системы гораздо больше, чем проблема расчёта полёта до какого-нибудь из наших внешних миров, например, Плутона. А до Плутона и так было сложно добраться.
Межпланетная станция НАСА «Новые горизонты», запущенная в 2006 с рекордной скоростью, при помощи гравитационного поля Юпитера стремилась к Плутону в течение девяти лет, пройдя почти 5 млрд км. Используя наземные телескопы и сложные компьютерные модели орбитального движения Плутона, мы можем указать на его положение в небе с погрешностью до 0,00014 градусов. Однако Плутон находится так далеко от нас, что эта неточность выливается в разброс порядка 13 000 км – достаточно для того, чтобы значительно затруднить попытку пролететь вблизи планетоида. Усложняли ситуацию и непредсказуемые отклонения аппарата от расчётной траектории, вызванные едва уловимым и неравномерным воздействием теплового излучения, идущего от его плутониевого реактора.
«Новые горизонты» всё-таки сумел провести встречу в июле 2015 к огромному облегчению учёных, которым пришлось ждать этого значительную часть своей жизни, от момента запуска до момента прибытия. Он пролетел мимо Плутона на расстоянии в 12 500 км, сохраняя тщательно выверенный интервал. В итоге для того, чтобы станция смогла пролететь мимо Плутона и сопровождающих его лун, не слишком отклоняясь от правильного пути, потребовалось тщательно измерять местоположение небесных тел и проводить коррекцию курса при помощи собственных видеокамер зонда и огромного количества терпения.
Сравним Плутон с ближайшей из звёзд тройной системы Центавра, крохотным красным карликом Проксима. Мы знаем, что он движется относительно нашего Солнца со скоростью примерно 32,19 км/с. Однако эта погрешность в 0,01 км/с при длительности миссии в 20 лет выливается в разброс местоположения порядка 6 млн км. И это звезда – яркий объект, который относительно легко изучать. Планеты в этой системе будут в миллиард раз менее яркими, и их будет гораздо труднее отследить. Как и в случае со станцией «Новые горизонты», межзвёздным зондам, вероятно, придётся отслеживать свои цели самостоятельно. Им придётся делать это автономно, потому что на отправку и получение сообщений с Земли будут уходить годы.
Пока ещё непонятно, сможет ли крохотный космический аппарат нести на себе необходимые вычислительные инструменты, датчики и системы для изменения траектории. Сами яркие звёзды могут служить лучшими метками пути, а наше Солнце может стать навигационным маяком. Короткие импульсы миниатюрных лазерных диодов могут обеспечить маневровую тягу, и, вероятно, ключом к успеху будет отправка сотен и даже тысяч наноспутников. Каждый из них будет обладать скромным ИИ и возможностью обучаться у других своих спутников. Достигать своих целей они будут при помощи огромной избыточности и благодаря многочисленным жертвам. Однако если вы пытаетесь поймать летящую пулю – будь то звезда или планета – другой летящей пулей, кое-что может пойти не так.
Несложно понять, что погрешности местоположения, простирающиеся на тысячи и миллионы километров, могут стать проблемой для исследователей. Попытки выйти за пределы известного, очевидно, выдвигают определённые неумолимые требования к нашей способности размечать физическую реальность. Но эти примеры также вскрывают более глубокие слои правды о том, как мы представляем себе мир, схематично изображаем его и взаимодействуем с ним.
Интересно, что фундаментальные свойства физики планет, вращающихся вокруг звёзд, держатся на неопределённостях местоположения гораздо меньшего размера, и буквально могут влиять на выживание всей системы. Это всё происходит от такого явления, как динамический хаос гравитационно связанных объектов – удивительной нестабильности и непредсказуемости движения небесных тел, которую всё же можно описать математически. И хотя наличие хаоса признавалось с 1880-х, только в 1980-х годах исследователи разработали специальные компьютеры, способные точно симулировать гравитационные движения планет нашей Солнечной системы. Эти симуляции позволили нам понять, насколько хаотично пространство, в котором мы живём.
Оказывается, что если отслеживать движение всего, что находится внутри Солнечной системы, на промежутках длительностью в десятки миллионов или миллиарды лет, могут иметь значение даже отклонения на несколько миллиметров в движении таких планет, как Меркурий. В одном случае может получиться относительно банальное будущее, а в другом – дестабилизация всей внутренней Солнечной системы, кидающая планеты на Солнце или выводящее их на траектории, убегающие в межзвёздное пространство, или сталкивающие их друг с другом.
То, что такие крохотные отклонения могут дать настолько разные результаты, не укладывается в голове у людей, надеющихся на предсказуемость окружающей действительности. Нашему виду сложно справиться с этим. Нам приятно считать реальность чем-то неизменным, или хотя бы предсказуемым. Но она редко бывает такой.
Отправляя свои машины к другим мирам, а тем более к звёздам, мы можем лишь полностью признать свои неточности и погрешности, смириться с жестокой правдой об ограниченности нашего понимания. Даже законы природы – это выводы, основанные на совершенно неточных измерениях, будь то орбиты планет и гравитация, или свойства логики и символьные операции в алгебре. Последние «измеряют» человеческий разум и машины, которые этот разум создаёт. Удивительно, насколько хорошо эти законы позволяют нам моделировать и предсказывать аспекты нашего физического мира. Эта возможность убеждает нас в наших способностях и помогает уже тысячи лет. Мы перевернули эту задачу с ног на голову, и уже можем предсказывать хаос, происходящий в природе – от меняющихся погодных условий и нестабильных рынков акций до, естественно, планет.
Именно поэтому честное признание наших ограничений – вещь чудесная. Она позволяет нам находить способы выхода за границы пространства, времени и понимания. Инженеры-ракетчики 1960-х, с трудом определявшие местоположение Венеры и других миров, были пионерами в таких вещах, которые они, возможно, даже не осознавали. Они не просто пытались пересечь пустоту, пытаясь нащупать невероятно увёртливые предметы. Они открывали нам фундаментальную природу того, что мы называем реальностью.
Источник