Расстояние от невесомости до космоса

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:

1. В космосе не существует границ государств.
2. Исследования космического пространства проводятся в целях всего человечества согласно международному праву, включая устав ООН.
3. В космосе запрещено размещать оружие массового уничтожения.
4. Искусственные космические объекты находятся под юрисдикцией государства, запустившего их.
5. Страны учитывают интересы друг друга, организуют консультации.
6. 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 заканчивается гравитация Земли?

Огромная серебристая ракета не спеша поднимается со стартового стола. Но гравитация Земли пытается всеми силами остановить ее. Однако умные инженеры все просчитали — медленно, но уверенно ракета преодолевает притяжение нашей планеты. И выводит космический корабль на околоземную орбиту. Космонавты внутри него начинают плакать плавать, недоумевая от происходящего. Их тела становятся невесомыми. Все вокруг становится странным…

Куда исчезает гравитация Земли?

Означает ли все вышеописанное, что ракета покинула ту область пространства, где действует гравитация Земли? И почему вообще возникает невесомость в космосе?

Конечно же нет, гравитация Земли никуда не исчезает. Это просто еще одно распространенное заблуждение. Но почему это так происходит? Ведь очевидно, что космонавты на орбите свободно плавают по космической станции. И их ничего не притягивает к себе! Попробуем разобраться в этом интересном вопросе.

Международная космическая станция (МКС) совершает за сутки примерно 16 оборотов вокруг Земли. Все мы видели хотя бы один раз, как с борта МКС производят прямые трансляции и телемосты. Космонавты на этих мероприятиях кажутся плавающими в какой-то жидкости. И многим может показаться, что в космосе нет гравитации. Потому что космонавты могут летать, как воздушные шары. Однако гравитация там все же есть. И она играет очень важную роль.

Существует два основных фактора, которые удерживают МКС ​​на орбите Земли:

1. Международная космическая станция на самом деле все время падает на Землю. И именно из-за притяжения, которое оказывает наша планета на МКС. Просто траектория ее падения замкнута. То есть падение происходит, но никогда не произойдет. Вот такой вот парадокс.😊

Представьте себе на секунду, что какое-то таинственное существо решило отключить гравитацию Земли. МКС сразу же перестала бы вращаться вокруг нашей планеты. И улетела бы в космическое пространство. И, вероятно, была бы захвачена гравитацией какого-то другого массивного объекта, такого, например, как Солнце. Поэтому можно сказать, что гравитация — это некая веревка, удерживающая космическую станцию ​на околоземной орбите.

2. МКС имеет определенную скорость относительно поверхности Земли.

Главное — не упасть

Поскольку выше линии Кармана (условной границы космоса) атмосферы почти нет, то для того, чтобы космический корабль оказался на стабильной околоземной орбите, его ускоряют до достижения определенной скорости. После чего он начинает равномерно двигаться по орбите, все время падая на Землю. Но если такой корабль каким-то образом потеряет свою скорость, гравитация Земли получит над ним полный контроль. И он на самом деле упадет на Землю. Поэтому очевидно, что именно скорость является очень важным параметром для нахождения на стабильной орбите.

Итак, с наличием гравитации в космосе мы вроде бы разобрались. Но где-же все-таки тогда заканчивается гравитация Земли? На самом деле никакой четкой границы нет. Закон всемирного тяготения Ньютона говорит нам, что влияние гравитации уменьшается в зависимости от расстояния. Так что, гравитация Земли простирается в космос на бесконечные расстояния? Согласно закону всемирного тяготения Ньютона — да.

Но ее влияние совсем ничтожно даже на другие планеты нашей Солнечной системы. А уж о том, как влияет гравитация Земли на другие звезды, и говорить не приходится. На таких расстояниях ее можно считать равной нулю…

Источник

Космическое пространство начинается с высоты 118 км над землей

10-04-2009, 18:02 | Наука и техника / Космические исследования | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (2) | просмотров: (17 364)

Космическое пространство начинается с высоты 118 км над землей

Канадские ученые на основании серии проведенных опытов и замеров пришли к выводу о том, где именно заканчивается атмосфера нашей планеты и начинается космическое пространство с его законами и особенной физикой. В Университете Калгари утверждают, что космическое пространство начинается высоты 118 км над поверхностью нашей планеты.

Специалисты говорят, что по различным оценкам ранее были сделаны выводы о том, что земная атмосфера фактически перестает существовать на высоте от 100 до 125 км. По словам астронавтов, первые признаки невесомости под ногами начинают ощущаться с высоты 100 км.

В НАСА говорят, что по их данным формально космическое пространство начинается с высоты 122 км, так как именно на этой точке космические шаттлы переключаются на движение от двигателей со сжигаемым топливом на двигатели работающие с воздушными потоками. Впрочем, есть точка зрения, по которой действие земной атмосферы прекращается через 20 млн километров, так как именно на таком удалении от планеты перестает действовать всякая земная гравитация.

Однако канадские исследователи при помощи научного инструмента Supra-Thermal Ion Imager смогли изменить скорость заряженных космических частиц, излучаемых Солнцем (так называемый космический ветер). По их словам, именно на высоте 118 км скорость космических частиц составляет около 1000 км/час, что соответствует их средней скорости движения на орбите вокруг Земли.

Иными словами, на данной высоте трение земной атмосферы прекращается и космические заряженные частицы уже ничем не тормозятся.

По словам исследователей, провести данные замеры было довольно сложно, так как делались они удаленно. Измерить скорость частиц напрямую невозможно, так как высота в 118 км слишком велика для исследовательских воздушных шаров, но слишком мала для спутников. «Это второй раз в истории, когда при помощи удаленных наблюдений нам удается исследователь данный регион, и первый, когда мы фактически изучаем регион взаимодействия атмосферных ветров и ветров солнечных», — рассказывает Девид Кнудсен, исследователь из Университета Калгари.

Источник

Заблуждение: причина невесомости на орбите — отсутствие гравитации

Согласно закону всемирного тяготения все тела притягиваются друг к другу, и сила притяжения прямо пропорциональна массам тел и обратна пропорциональна квадрату расстояния между ними. То есть выражение «отсутствие гравитации» вообще не имеет смысла. На высоте нескольких сотен километров над поверхностью Земли — там, где летают пилотируемые корабли и космические станции — сила притяжения Земли очень велика и практически не отличается от силы гравитации вблизи поверхности.

Если бы существовала техническая возможность сбросить некий предмет с башни высотой километров 300, он бы начал падать вертикально и с ускорением свободного падения, точно так же, как он падал бы с высоты небоскреба или с высоты человеческого роста. Таким образом, во время орбитальных полетов сила земного притяжения не отсутствует и не ослабевает в значимых масштабах, а компенсируется. Точно так же, как для водных судов и аэростатов, сила притяжения земли компенсируется архимедовой силой, а для крылатых летательных аппаратов — подъемной силой крыла.

Да, но вот самолет-то летит и не падает, а пассажиру внутри салона не летают как космонавты на МКС. При обычном полете пассажир прекрасно ощущает свой вес, и от падения на землю его удерживает не непосредственно подъемная сила, а сила реакции опоры. Лишь во время аварийного или искусственно вызванного резкого снижения человек вдруг чувствует, что перестает давить на опору. Возникает невесомость. Почему? А потому что если потеря высоты происходит с ускорением, близким к ускорению свободного падения, то опора больше не мешает пассажиру падать — она и сама падает.

Источник

Сколько по времени лететь до космоса?

Когда мы в детстве хотели быть космонавтами, нам было интересно, сколько по времени лететь до космоса. Сейчас любопытство к космосу становится еще больше — полно новостей о достижениях и планах NASA, а каждое высказывание Илона Маска о науке воспринимается как событие или предсказание будущего. Вот ответ:

Где начинается космос?

Нет четкой границы между атмосферой и космическим пространством, одно плавно перетекает в другое.Переходная зона называется мезосферой – это 500-1000 км от поверхности Земли.

Сколько лететь до станции в космосе?

На МКС можно оказаться через 6 часов после старта. Совсем недавно время в пути сильно сократилось – раньше оно составляло 2 дня. Скорое время полета будет всего лишь 1,5 ч.

Сколько лететь до Луны?

Луна находится в 380-400 тыс. км от Земли.Последний полет на спутник Земли совершался в 1970-х.

• Автомобилю со скоростью примерно 100 км/час, на путь до спутника Земли понадобится 160 дней.
• Время пешеходов в пути составило бы 9 лет, если не делать перерывы.
• На ультра-скоростном самолете, который набирает скорость до 800 км/час, дорога заняла бы примерно 20 дней.
• Космическая ракета Аполлон, скорость которой достигает нескольких тысяч километров в час, достигнет Луны за 72 часа. На таком аппарате добирался Нил Армстронг в 1969.
• Космический корабль последней модели может долететь до луны за 9 часов.

Источник