«Линия Кармана»: на каком уровне проходят границы в космосе
В Международном праве до сих пор не существует точно определенной и признанной всеми государствами границы, за которой воздушное пространство переходит в космос. Но вместе с тем в ряде интернациональных соглашений зафиксировано, что космические просторы не подлежат национальному присвоению и не могут иметь территориального разграничения.
Воздушные границы конкретной страны нарушить можно, а космические нет, поскольку их в принципе не существует. Условные вертикальные границы каждого государства, в пределах которых действуют его суверенные юридические акты, заканчиваются там, где начинается общий космос.
Линия Кармана
Согласно неофициальному определению Международной авиационной федерации (ФАИ), космическое пространство начинается на высоте 100 км над уровнем моря (62 мили). Именно на этой отметке проходит так называемая линия Кармана, являющаяся верхней границей государств, где атмосфера Земли начинает переходить в космос. Свое наименование она получила по фамилии американского физика Теодора фон Кармана, который первым в 1956 году определил, что на данной отметке атмосфера настолько разряжена, что любой аэродинамический летательный аппарат, достигнув ее, чтобы не упасть, должен продолжать движение с первой космической скоростью, равной 7,9 км/с. Различные стабилизаторы и авиационные крылья при весьма малой плотности воздуха на отметке 100 км не способны обеспечить самолету необходимую подъемную силу, поэтому полет на этой высоте возможен лишь при помощи средств космонавтики. Воздушная оболочка Земли не заканчивается на 100-километровой высоте, а простирается выше 10 тыс. км и более, но состоит преимущественно из способных покидать атмосферу атомов водорода. Считается, что первым в истории человечества искусственным объектом, преодолевшим линию Кармана, была немецкая баллистическая ракета «Фау-2», которая в 1944 году совершила суборбитальный космический полет, достигнув высоты 188 км.
Разные позиции
С предложением об официальном признании высоты в 100 км границей начала безвоздушного пространства в 1962 году выступили члены комитета ООН по мирному использованию космоса, однако к единому мнению по этому вопросу страны все еще не пришли. Российская Федерация разделяет подобный подход к определению границы космоса и в своих программах опирается на Рабочий документ, который был разработан в СССР и в июне 1979-го представлен на рассмотрение Комитета ООН по космосу. В этом документе космическим пространством признаются просторы за отметкой в 100—110 км от поверхности Земли.
Иначе на данную проблему смотрят в США, власти которой до сих пор не ратифицировали соответствующий договор. Более того, каждая организация, имеющая отношение к авиакосмической отрасли, может устанавливать свою границу космоса.[С-BLOCK]
Ярким примером является тот факт, что Военно-воздушные силы США считают космической высоту в 80 км (50 миль) и всем своим сотрудникам, преодолевшим эту отметку, вручают значки астронавтов. Многие специалисты полагают, что ВВС пошел на такой шаг из-за внушительного отставания от СССР по числу космонавтов и наличию большого числа амбициозных проектов, полет которых должен был быть осуществлен чуть ниже 100 км.
Недавно появилось предложение опустить границу космоса до 50 км над уровнем моря. Его активными пропагандистами выступают аэронавты и парашютисты, желающие стать частью относительно немногочисленной семьи космонавтов.
Изменение линии Кармана
По мнению эксперта в области космического законодательства Томаса Гэнгейла, цифра в 100 км возникла из-за пристрастия людей к округлению, в то время как сам Карман установил предел воздушного пространства на отметке 83,8 км. За понижение планки космической границы активно ратует американский астрофизик Джонатан Макдауэлл, который обратился в Международную авиационную федерацию с предложением установить новую метку на высоте 80 км +/- 10 км. Его научные изыскания, основанные на анализе огромного массива орбитальной статистики о космических полетах за внушительное количество лет, заставили чиновников из вышеназванной организации инициировать вопрос об официальном изменении линии Кармана.
Однако Москва в корне не согласна с подобным пересмотром высоты, о чем незамедлительно проинформировала Управление ООН по вопросам космического пространства. По мнению российских специалистов, данная концепция в конечном счете имеет цель выделить между воздушным и космическим пространством дополнительную зону на уровне между 80 км и 100 км, чтобы в ней могли совершаться суборбитальные полеты.[С-BLOCK]
Если на сегодняшний день о подобных рейсах говорят только как о коммерческой туристической забаве, не исключено, что в дальней перспективе суборбитальная техника будет использована для перевозки оружия, потому что на эту зону не распространяются юридические нормы космического права, запрещающие вывод на околоземную орбиту объектов с оружием массового уничтожения, в том числе с ядерным зарядом.
А что ученые?
Вопрос о начальной точке отсчета космоса заставил канадских ученых изобрести специальный прибор STII (Super Thermal Ion Imager), который они запустили в небо, чтобы определить, на какой высоте начинается воздействие потоков космических частиц и заканчивается влияние атмосферных ветров. В результате экспериментов выяснилось, что подобное явление наблюдается на отметке 118 км над уровнем моря.
Специалисты из космического агентства NASA полагают, что космос располагается за пределами 122 км над уровнем моря, поскольку именно на такой высоте у шаттлов происходит перестройка в маневрировании, когда управление при помощи двигателей сменяется лавированием с опорой на воздушные массы.[С-BLOCK]
Но есть и такие ученые, которые смеются над всеми вышеназванными цифрами, потому что полагают, что реальный космос, где полностью отсутствует атмосфера и гравитационное воздействие Земли, располагается на высоте 21 млн километров.
Граница не нужна
Существует альтернативное мнение, согласно которому в определении точной границы начала космического пространства заинтересованы лишь любители и туристы, которым необходимо однозначное доказательство того, что они побывали за пределами земной атмосферы. По заверениям профессора Фриланда, профессионалы совсем не стремятся к законодательному определению космического рубежа, поскольку в таком случае будут зафиксированы воздушные границы всех государств, нарушение которых приведет к возникновению международных очагов напряженности. А пока нет общепризнанного закона, нет и доказательств его нарушения.
Источник
Почему космос начинается от линии Кармана, хотя это не так?
Все мы знаем, что у Земли есть атмосфера, а вокруг нашей планеты простирается безграничный космос. Очевидно, что четкой границы раздела этих двух сущностей быть не может. Просто атмосфера становится все более и более разреженной, и в какой-то момент времени ее плотность можно практически считать равной нулю, хотя математически, конечно, это уменьшение будет бесконечным. Но эта граница достаточно размыта, более того, из-за многих факторов ее высота может достаточно сильно меняться.
Тем не менее, люди, более или менее увлекающиеся астрономией и космонавтикой, знают о существовании так называемой линии Кармана. Теодор фон Карман – американский физик венгерского происхождения – плотно занимался проблемами авиации и космонавтики, связанными с аэродинамикой. В первой половине 20-го века он смог рассчитать условную границу, проходящую между земной атмосферой и космическим пространством. Эта граница оказалась равной 100 километрам над уровнем моря.
Еще раз следует подчеркнуть, что эту граница условна. Но, тем не менее, Международная авиационная федерация приняла эту границу за точку отсчета, и она получила название «линии Кармана».
Почему же линия Кармана так важна и зачем она была определена? Ответ на этот вопрос кроется в сфере деятельности Кармана, который всю жизнь больше занимался авиацией, чем космосом. Дело в том, что на этой высоте атмосфера настолько разрежена, что подъемная сила крыла самолета не в состоянии обеспечить его полет: для этого пришлось бы развить скорость, которая бы превышала первую космическую.
Из этого Карман заключил, что после 100-километровой высоты летательные аппараты должны использовать ракетные, а не аэродинамические принципы движения.
Сама же атмосфера на линии Кармана не заканчивается. Она простирается на многие тысячи километров от Земли (экзосфера). Так что, по сути, вся наша пилотируемая космонавтика в настоящем космосе никогда не присутствовала.
Первым в мировой истории искусственным объектом, преодолевшим линию Кармана, стала знаменитая немецкая ракета Фау-2. В 1944 году она поднялась на высоту 188 километров.
Сегодня американский фонд X Prize предлагает выигрыш в размере 10 миллионов долларов США тому, кто преодолеет линию Кармана на пилотируемом космическом корабле. Разумеется, речь идет о частных компаниях, и выигрыш призван мотивировать развитие частной космонавтики и космического туризма. На сегодня этот приз получила только команда Tier One, совершившая полет на корабле SpaceShipOne в 2004 году.
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.
1 % наземного), звёзд не видно, могут быть видны самые яркие планеты. Высота однородной атмосферы над этим уровнем 95—100 м.
Источник
Есть ли у Вселенной границы и на что они могут быть похожи
Выйдя на ровное чистое плато и попытавшись заглянуть за горизонт с помощью бинокля или даже телескопа, вы увидите ту же тонкую линию, где небо сливается с землей. Эта граница называется видимым горизонтом и обуславливается она не зоркостью глаза и не оптической силой прибора, а искривлением земной поверхности. Видимый горизонт есть и у нашей Вселенной, но в отличие от горизонта земного, он связан не столько с геометрией пространства, сколько с излучением, доходящим до нас из космических глубин.
То, что мы условно именуем границей Вселенной, это всего лишь та часть пространства, откуда свет успел к нам добраться, ее еще называют объемом Хаббла.
Но что находится за ее пределами и вообще, есть ли у нашей Вселенной истинная граница и если есть, то на что она похожа?
Многие из астрофизиков склоняются к тому, что у Вселенной нет границ в привычном понимании этого слова, но всё же при этом она конечна, ибо в противном случае макрокосмос должен был бы находиться в стабильном состоянии.
Согласно одной модели, она похожа на пончик, только в трех измерениях. Если какое-нибудь микроскопическое создание станет двигаться по двумерной поверхности пончика, то рано или поздно оно вернется в ту же точку, откуда начало движение. Поверхность замкнута на саму себя, края не существует.
Другая модель чуть более трудна для понимания. Вселенная не замыкается на себя, вместо этого она продолжается бесконечно во всех направлениях, образуя саму ткань пространства-времени, а там, где нет пространства, нет движения, нет никаких координат. Попытка достичь гипотетической границы в такой модели будет сравнима с попыткой достичь горизонта на Земле, который хотя и кажется краем, но в действительности таковым не является.
О границах Вселенной можно рассуждать долго, но поскольку у нас нет реальных данных, которые можно изучить, все рассуждение на эту тему будут оставаться умозрительными. Имеющиеся в нашем распоряжении мощные телескопы позволяют заглядывать не столько вглубь Вселенной, сколько в ее прошлое.
Из-за того, что Вселенная расширяется, самые отдаленные наблюдаемые объекты сейчас находятся намного дальше, чем в момент испускания ими света, который улавливают телескопы. Выходит, что Вселенная значительно больше, чем наблюдаемый объем Хаббла, и ее физическая граница, если таковая и существует, находится за пределами действия инструментальных средств познания.
Определенную трудность в понимании феномена вносит также и однородность космического пространства. С какой точки Вселенной мы бы не смотрели, везде и по всем направлениям будет одно и то же — звезды, галактики и сверхскопления, удаляющиеся от наблюдателя, которому собственные координаты будут представляться центром мироздания.
Из этого наблюдения можно сделать вывод, что у гипотетических границ Вселенной во внеметагалактической зоне можно будет видеть ту же картину.
Так конечна ли Вселенная?
Если изначальное количество энергии было определенным, то можно говорить о некой ограниченности мироздания, но это не равнозначно ограниченности пространства. Возможно, мы бы смогли открыть эту тайну, если бы нашли способ перемещаться быстрее скорости света или обойти ход времени. А так, кто знает, может быть граница мироздания как раз там, где заканчивается физика и само преодоление рубежа возможно только при переходе на более высокий уровень сознания.
Источник