что такое ближний космос и где его границы

Что понимается под ближним и дальним космосом?

Говоря о Вселенной, нам сложно представить расстояния, ведь она бесконечна. Также сложно поделить её на участки – воздух разрежается постепенно по мере удаления от планеты Земля. Так как определяют границы Вселенной, и что понимается под ближним и дальним космосом? Рассказываем в этой статье.

В каком месте начинается космос?

До сих пор не существует единой границы начала космоса, с которой бы были согласны все. Спор о том, где кончается атмосфера и начинается космос, предшествует запуску первого спутника. Самая широко распространенная, но не общепринятая граница — это так называемая линия Кармана, которая в настоящее время устанавливается на высоте от 80 до 100 км. Это та высота, на которой космическому аппарату нужно создавать аэродинамическую силу и двигаться с 1-ой космической скоростью.

Американские и канадские астрономы начинают отсчет с отметки 118 километров. По их мнению, здесь перестают ощущаться атмосферные ветра и начинается влияние космических частиц. В NASA отсчёт немного другой: граница проходит на отметке 122 км – на такой высоте шаттлы переключались с обычного маневрирования на ракетных двигателях на аэродинамической, «опираясь» на атмосферу.

Ближний и дальний космос — что это?

Ближним космосом называют высоту от 20 до 80 км. Если посмотреть в иллюминатор, находясь на таком удалении от Земли, вы увидите тёмно-фиолетовое и чёрно-лиловое небо.

Дальним или глубоким космосом называют всё, что находится за пределами Солнечной системы – расстояние от сотен до миллиардов световых лет от Земли. Астрономия дальнего космоса выделяет там следующие небесные объекты: звездные скопления, туманности, другие галактики и квазар – ядро галактики.

Источник

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.

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:

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

Космическое пространство

Космическое пространство (космос) — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством — в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение и межзвездное вещество. Слово «космос» имеет несколько различных значений. Иногда под космосом понимают всё пространство вне Земли, включая небесные тела.

Содержание

Границы

Солнечная система

Пространство в Солнечной системе называют межпланетным пространством, которое переходит в межзвёздное пространство в точках гелиопаузы солнцестояния. Вакуум космоса на самом деле не является абсолютным — в нём присутствуют атомы и молекулы, обнаруженные с помощью микроволновой спектроскопии, реликтовое излучение, которое осталось от Большого Взрыва, и космические лучи, в которых содержатся ионизированные атомные ядра и разные субатомные частицы. Также есть газ, плазма, пыль, небольшие метеоры и космический мусор (материалы, которые остались от деятельности человека на орбите). Отсутствие воздуха делает космическое пространство (и поверхность Луны) идеальными участками для астрономических наблюдений на всех длинах волн электромагнитного спектра. Доказательством этого являются фотографии, полученные при помощи космического телескопа Хаббл. Кроме того, бесценную информацию о планетах, астероидах и кометах Солнечной системы получают с помощью космических аппаратов.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

В НАСА описывают случай, когда человек случайно оказался в пространстве, близком к вакууму (давление ниже 1 Па) из-за утечки воздуха из скафандра. Человек оставался в сознании приблизительно 14 секунд — примерно такое время требуется для того, чтобы обеднённая кислородом кровь попала из лёгких в мозг. Внутри скафандра не возник полный вакуум, и рекомпрессия испытательной камеры началась приблизительно через 15 секунд. Сознание вернулось к человеку, когда давление поднялось до эквивалентного высоте примерно 4,6 км. Позже попавший в вакуум человек рассказывал, что он чувствовал и слышал, как из него выходит воздух, и его последнее осознанное воспоминание состояло в том, что он чувствовал, как вода на его языке закипает.

Журнал «Aviation Week and Space Technology» 13 февраля 1995 г. опубликовал письмо, в котором рассказывалось об инциденте, произошедшем 16 августа 1960 года во время подъёма стратостата с открытой гондолой на высоту 19,5 миль для совершения рекордного прыжка с парашютом (Проект «Эксельсиор»). Правая рука пилота оказалась разгерметизирована, однако он решил продолжить подъём. Рука, как и можно было ожидать, испытывала крайне болезненные ощущения, и ею нельзя было пользоваться. Однако при возвращении пилота в более плотные слои атмосферы состояние руки вернулось в норму. [6]

Границы на пути к космосу

Условия для выхода на орбиту Земли

Для того, чтобы выйти на орбиту, тело должно достичь определённой скорости. Космические скорости для Земли:

Если же какая-либо из скоростей будет меньше указаной, то тело не сможет выйти на орбиту. Первым, кто понял, что для достижения таких скоростей при использовании любого химического топлива нужна многоступенчатая ракета на жидком топливе, был Константин Эдуардович Циолковский.

Источник

Что такое ближний космос и где его границы

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.

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.

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.

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

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.

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