CIK AUGSTA IR TELPA?

Send

Uzlūkojiet nakts debesis, un ko jūs redzat? Kosmoss, mirdzošs un mirdzošs visā krāšņumā. Astronomiski runājot, telpa tiešām ir diezgan tuvu, paliekot tikai tā plāna slāņa otrā pusē, kuru mēs saucam par atmosfēru. Un, ja jūs par to domājat, Zeme ir nedaudz vairāk kā niecīga sala kosmosa jūrā. Tātad tas ir diezgan burtiski visapkārt mums.

Pēc definīcijas kosmoss tiek definēts kā punkts, kurā beidzas Zemes atmosfēra, un sākas kosmosa vakuums. Bet cik tālu tas ir? Cik augstu jums jābrauc, lai reāli varētu pieskarties kosmosam? Kā jūs droši vien varat iedomāties, ar šādu subjektīvu definīciju cilvēki mēdz nepiekrist tieši tam, kur sākas kosmoss.

Definīcija:

Pirmo oficiālo kosmosa definīciju nāca no Nacionālās konsultatīvās komitejas aeronautikai (NASA priekšgājēja), kura izlēma par punktu, kurā atmosfēras spiediens bija mazāks par vienu mārciņu uz kvadrātpēdu. Tas bija augstums, kurā lidmašīnas vadības virsmas vairs nevarēja izmantot, un tas atbilda aptuveni 81 kilometram (50 jūdzēm) virs Zemes virsmas.

Ikvienam NASA testa pilotam vai astronautam, kurš šķērso šo augstumu, tiek piešķirti viņu astronauta spārni. Neilgi pēc šīs definīcijas pieņemšanas, kosmiskās aviācijas inženieris Teodors fon Kārmāns aprēķināja, ka virs 100 km augstuma atmosfēra būtu tik plāna, ka, lai iegūtu jebkādu pacēlumu, lidmašīnai jābrauc orbītas ātrumā.

Šo augstumu vēlāk Pasaules gaisa sporta federācija (FAI Fédération Aéronautique Internationale, FAI) pieņēma kā Karmana līniju. Un 2012. gadā, kad Fēlikss Baumgartners pārspēja augstākā brīvā kritiena rekordu, viņš uzlēca no 39 kilometru augstuma (24,23 jūdzes), mazāk nekā pusceļā uz kosmosu (saskaņā ar NASA definīciju).

Tādā pašā veidā kosmosu bieži definē kā sākumu zemākajā augstumā, kurā satelīti var saprātīgā laikā uzturēt orbītas - tas ir aptuveni 160 kilometru (100 jūdzes) virs virsmas. Šīs dažādās definīcijas ir sarežģītas, ja ņem vērā vārda “atmosfēra” definīciju.

Zemes atmosfēra:

Kad mēs runājam par Zemes atmosfēru, mums ir tendence domāt par reģionu, kur gaisa spiediens joprojām ir pietiekami augsts, lai radītu gaisa pretestību, vai kur gaiss ir vienkārši pietiekami biezs, lai elpu aizelpotu. Bet patiesībā Zemes atmosfēru veido pieci galvenie slāņi - Troposfēra, Stratosfēra, Mezosfēra, Termosfēra un Exosfēra -, no kuriem pēdējie izplatās diezgan tālu kosmosā.

Termosfēra, kas ir otrs atmosfēras slānis, stiepjas no aptuveni 80 km (50 jūdzes) augstuma līdz termopauzei, kas atrodas 500–1000 km (310–620 jūdzes) augstumā. Termosfēras apakšējā daļā - no 80 līdz 550 kilometriem (50 līdz 342 jūdzes) - ir jonosfēra, kas ir tik nosaukta, jo tieši atmosfērā daļiņas tiek jonizētas ar saules starojumu.

Tāpēc šeit notiek parādības, kas pazīstamas kā Aurora Borealis un Aurara Australis. Arī Starptautiskā kosmosa stacija riņķo šajā slānī no 320 līdz 380 km (200 un 240 jūdzes), un tā ir pastāvīgi jāpalielina, jo joprojām notiek berze ar atmosfēru.

Ārējais slānis, kas pazīstams kā eksosfēra, sniedzas līdz 10 000 km augstumam virs planētas. Šo slāni galvenokārt veido ārkārtīgi zems ūdeņraža, hēlija un vairāku smagāku molekulu (slāpekļa, skābekļa, CO 2) blīvums. Atomi un molekulas atrodas tik tālu viena no otras, ka eksosfēra vairs neuzvedas kā gāze un daļiņas pastāvīgi izkļūst kosmosā.

Tieši šeit Zemes atmosfēra patiesi saplūst ar kosmosa tukšumu, kur nav atmosfēras. Tāpēc lielākā daļa Zemes pavadoņu riņķo šajā reģionā. Dažreiz Aurora Borealis un Aurora Australis rodas eksosfēras apakšējā daļā, kur tie pārklājas ar termosfēru. Bet ārpus tā šajā reģionā nav meteoroloģisko parādību.

Starpplanētu un starpzvaigžņu:

Vēl viena svarīga atšķirība, apspriežot kosmosu, ir atšķirība starp to, kas atrodas starp planētām (starpplanētu telpa), un atšķirību starp to, kas atrodas starp galaktiku zvaigžņu sistēmām (starpzvaigžņu telpa). Bet, protams, tas ir tikai aisberga redzamā daļa, kad runa ir par kosmosu.

Ja tīklu izmestu plašāku, ir arī telpa, kas atrodas starp Visuma galaktikām (starpgalaktiskā telpa). Visos gadījumos definīcija ietver reģionus, kur matērijas koncentrācija ir ievērojami zemāka nekā citās vietās - t.i., reģionu, kuru centrā ir planēta, zvaigzne vai galaktika.

Turklāt visās trīs definīcijās iesaistītie mērījumi pārsniedz visu, ar ko mēs, cilvēki, esam pieraduši regulāri rīkoties. Daži zinātnieki uzskata, ka kosmoss sniedzas bezgalīgi visos virzienos, turpretī citi uzskata, ka kosmoss ir ierobežots, bet nav ierobežots un nepārtraukts (t.i., tam nav sākuma un beigu).

Citiem vārdiem sakot, ir iemesls, kāpēc viņi to sauc par kosmosu - tajā ir tikai tik daudz!

Izpēte:

Kosmosa (tas ir, tā, kas atrodas tieši ārpus Zemes atmosfēras) izpēte nopietni sākās ar tā dēvēto “Kosmosa laikmetu”. Šis jaunais izpētes laikmets sākās ar Amerikas Savienoto Valstu un Padomju Savienības centieniem novietot satelīti un apkalpoti moduļi orbītā.

Pirmais nozīmīgais kosmosa laikmeta notikums notika 1957. gada 4. oktobrī ar atklāšanu Sputnik 1 Padomju Savienība - pirmais mākslīgais satelīts, kas tika palaists orbītā. Atbildot uz toreizējais prezidents Dvaits D. Eizenhauers 1958. gada 29. jūlijā parakstīja Nacionālo aeronautikas un kosmosa likumu, oficiāli nodibinot NASA.

Tūlīt NASA un Padomju kosmosa programma sāka spert nepieciešamos pasākumus, lai izveidotu apkalpotus kosmosa kuģus. Līdz 1959. gadam šī konkursa rezultātā tika izveidota Padomju Vostok programma un NASA projekts Mercury. Vostok gadījumā tas sastāvēja no kosmosa kapsulas izstrādes, kuru varētu palaist uz nolietojamas raķetes.

Līdztekus daudziem bezpilota testiem un dažiem, kas izmantoja suņus, līdz 1960. gadam seši padomju piloti tika izvēlēti par pirmajiem vīriešiem, kuri devās kosmosā. 1961. gada 12. aprīlī uz kuģa tika palaists padomju kosmonauts Jurijs Gagarins Vostok 1 kosmosa kuģis no Baikonuras kosmodroma un tādējādi kļuva par pirmo cilvēku, kurš devās kosmosā (tikai dažas nedēļas pārspēja amerikāni Alanu Šepardu).

1963. gada 16. jūnijā Valentīna Tereškova tika nosūtīta orbītā uz kuģa Vostok 6 amatniecību (kas bija pēdējā Vostok misija), un tādējādi viņa kļuva par pirmo sievieti, kas devās kosmosā. Tikmēr NASA pārņēma projektu Mercury no ASV gaisa spēkiem un sāka izstrādāt savas apkalpes misijas koncepciju.

Programma, kas paredzēta cilvēka nosūtīšanai kosmosā, izmantojot esošās raķetes, ātri pieņēma koncepciju par ballistisko kapsulu palaišanu orbītā. Pirmie septiņi astronauti, saukti par “Mercury Seven”, tika izvēlēti no Jūras spēku, Gaisa spēku un Jūras izmēģinājumu programmām.

1961. gada 5. maijā astronauts Alans Šepards kļuva par pirmo amerikāni kosmosā uz kuģa Brīvība 7 misija. Pēc tam, 1962. gada 20. februārī, astronauts Džons Glens kļuva par pirmo amerikāni, kuru atlanta nesējraķete uzsāka orbītā kā daļu no Draudzība 7. Glenna pabeidza trīs Zemes planētas orbītas, un tika veikti vēl trīs orbitāli lidojumi, kuru kulminācija bija L. Gordona Kūpera 22 orbītas lidojums uz klāja. 7. ticība, kas lidoja 1963. gada 15. un 16. maijā.

Sekojošajās desmitgadēs gan NASA, gan Padomju Savienība sāka attīstīt sarežģītākus, tālsatiksmes apkalpes locekļus. Kad “Race to the Moon” beidzās ar veiksmīgu Apollo 11 nolaišanos (kam sekoja vēl vairākas Apollo misijas), uzmanība sāka mainīties uz pastāvīgas klātbūtnes nodibināšanu kosmosā.

Krieviem tas noveda pie tā, ka turpinājās kosmosa staciju tehnoloģijas attīstība kā daļa no Salyut programmas. Laikā no 1972. līdz 1991. gadam viņi mēģināja apbraukt septiņas atsevišķas stacijas. Tomēr tehniskas kļūmes un neveiksmes vienas raķetes otrā posma pastiprinātājos izraisīja pirmos trīs mēģinājumus pēc tam Salyut 1 pēc neveiksmes vai pēc neilga laika stacijas orbītas sabojājas.

Tomēr līdz 1974. gadam krieviem izdevās veiksmīgi dislocēties Salyut 4, kam seko vēl trīs stacijas, kuras paliks orbītā laika posmā no viena līdz deviņiem gadiem. Lai gan visi Salyuts tika prezentēti sabiedrībai kā nemilitāras zinātniskas laboratorijas, dažas no tām faktiski bija militārpersonu vāki Almazs iepazīšanās stacijas.

NASA turpināja attīstīt arī kosmosa staciju tehnoloģiju, kuras kulminācija bija 1973. gada maijs, kad tika atklāta Skylab, kas paliktu Amerikas pirmā un vienīgā neatkarīgi izveidotā kosmosa stacija. Izvietošanas laikā Skylab cieta smagus zaudējumus, zaudējot savu siltuma aizsardzību un vienu no saules paneļiem.

Pirmajai ekipāžai vajadzēja satikties ar staciju un veikt remontu. Pēc tam sekoja vēl divas apkalpes, un stacija tās kalpošanas laikā bija aizņemta kopumā 171 dienu. Tas beidzās 1979. gadā ar stacijas pazemināšanu virs Indijas okeāna un Austrālijas dienvidu daļas.

Līdz 1986. Gadam padomji atkal uzņēmās vadību kosmosa staciju izveidē, izvietojot Mir. Stacija, kas tika atļauta 1976. gada februārī ar valdības dekrētu, sākotnēji bija paredzēta kā uzlabots Salyut kosmosa staciju modelis. Laika gaitā tas pārtapa par staciju, kas sastāv no vairākiem moduļiem un vairākām ostām apkalpoto Sojuz kosmosa kuģu un Progress kravas kosmosa kuģi.

Pamatmodulis tika palaists orbītā 1986. gada 19. februārī; un no 1987. līdz 1996. gadam visi pārējie moduļi tiks izvietoti un pievienoti. 15 darba gadu laikā Mir apmeklēja 28 ilgstošas apkalpes. Izmantojot virkni sadarbības programmu ar citām valstīm, staciju apmeklēs arī apkalpes no citām Austrumu bloka valstīm, Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) un NASA.

Pēc virknes tehnisku un strukturālu problēmu, kas saistītas ar staciju, Krievijas valdība 2000. gadā paziņoja, ka tā izbeigs kosmosa staciju. Tas sākās 2001. gada 24. janvārī, kad krievs Progress kravas kuģis piestāja pie stacijas un izspieda to no orbītas. Pēc tam stacija nonāca atmosfērā un ietriecās Klusā okeāna dienvidu daļā.

Līdz 1993. gadam NASA sāka sadarboties ar krieviem, EKA un Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūru (JAXA), lai izveidotu Starptautisko kosmosa staciju (ISS). Apvienojot NASA Kosmosa stacijas brīvība projekts ar padomju / krievu Mir-2 stacija, Eiropas Kolumbs stacija un Japānas Kibo laboratorijas modulis, projekts balstījās arī uz Krievijas un Amerikas Shuttle-Mir misijām (1995-1998).

Līdz ar kosmosa Shuttle programmas pārtraukšanu 2011. gadā apkalpes locekļus pēdējos gados piegādāja vienīgi kosmosa kuģis Soyuz. Kopš 2014. gada NASA un Roscosmos sadarbība ir apturēta lielākajai daļai darbību, kas nav ISS, sakarā ar spriedzi, ko rada situācija Ukrainā.

Tomēr dažos pēdējos gados ASV ir atjaunotas vietējās palaišanas iespējas, pateicoties tādiem uzņēmumiem kā SpaceX, United Launch Alliance un Blue Origin, kas uzsākuši vietu, lai aizpildītu tukšumu ar savu privāto raķešu floti.

ISS pēdējos 15 gadus ir nepārtraukti aizņemts, pārsniedzot iepriekšējo Mir rekordu; un to ir apmeklējuši astronauti un kosmonauti no 15 dažādām tautām. Paredzams, ka ISS programma turpināsies vismaz līdz 2020. gadam, taču atkarībā no budžeta vides to var pagarināt līdz 2028. gadam vai, iespējams, ilgāk.

Kā jūs skaidri redzat, diskusiju temats ir tur, kur beidzas mūsu atmosfēra un sākas kosmoss. Bet, pateicoties kosmosa izpētes un palaišanas gadu desmitiem, mums ir izdevies nākt klajā ar funkcionējošu definīciju. Bet neatkarīgi no precīzas definīcijas, ja jūs varat nobraukt vairāk nekā 100 kilometrus, jūs noteikti esat nopelnījis savus astronauta spārnus!

Mēs esam uzrakstījuši daudz interesantu rakstu par kosmosu šeit Space Magazine. Šeit ir iemesls, kāpēc telpa ir melna ?, cik auksta ir telpa ?, ilustrēti kosmosa atlūzas: problēma attēlos, kas ir starpplanētu telpa ?, kas ir starpzvaigžņu telpa? Un kas ir starpgalaktiskā telpa?

Lai iegūtu papildinformāciju, apskatiet NASA atklāj starpzvaigžņu kosmosa noslēpumus un šo dziļo kosmosa misiju sarakstu.

Astronomijas cast ir epizodes par šo tēmu, piemēram, Kosmosa staciju sērija, Episode 82: Space Junk, 281 Episode: Explosions in Space, Episode 303: Equilibrium in Space, and Episode 311: Sound in Space.

Avoti: