Вселенная > Насколько высоко космос?
Что вы видите в ночном небе? Космос! Огромное и яркое пространство. С астрономической точки зрения, оно расположено очень близко, задержавшись по ту сторону атмосферы. И если быть точнее, то Земля не ограничивается скалистым телом.
Космос – черта, где заканчивается земная атмосфера и начинается вакуум. Но насколько оно высоко? Сколько нужно пролететь прежде, чем попасть туда? И где находится верхняя граница атмосферы, соприкасающаяся с чертой пространства? Так как определение довольно субъективно, по этим вопросам возникают споры.
Как определить насколько высоко космос
Впервые определение границы атмосферы и космоса дал Национальный консультативный комитет по аэронавтике (были перед НАСА). Представители решили, что это точка, где давление атмосферы меньше фунта на квадратный фут. Это была высота, куда не могли уже добраться самолеты – 81 км.
Bell-1, на котором Чарльз Йегер «прошел» звуковой барьер в 1947 году
Любой, кто пересекал этот порог, автоматически мог называть себя космонавтом. После появления определения инженер Теодор фон Карман рассчитал, что на отметке в 100 км атмосферный слой должен быть настолько тонким, что самолет смог бы путешествовать по орбитальной плоскости.
Позже эту высоту стали называть линией Кармана. В 2012 году Феликс Баумгартнер побил рекорд по наибольшей высоте падения, прыгнув с 39 км.
Часто за пространство принимают наименьшую высоту, на которой спутники способны вращаться на орбите определенное время – 160 км. Разногласия в цифрах возникают также из-за определения понятия «атмосфера».
Земная атмосфера
Обычно все полагают, что мы говорим о месте, где давление воздуха достаточно велико, чтобы создавать сопротивление, или же это уровень, на котором есть возможность дышать. Но атмосфера представлена пятью слоями: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.
Космический шаттл Индервор на фоне земной атмосферы. Оранжевый слой – тропосфера, белый – стратосфера, а синий – мезосфера.
Тропосфера простирается до 80 км к термопаузе (500-1000 км). Нижняя часть термосферы – 80-550 км, вмещающая ионосферу (частички ионизируются солнечным излучением). Здесь же расположена и Международная космическая станция (320-380 км). Но ее положение нужно постоянно повышать, чтобы не создавать трение с атмосферой.
Экзосфера (внешний слой) достигает высоты в 10000 км. Представлена водородом, гелием и несколькими более тяжелыми молекулами (азот, кислород, СО2) в низкой плотности. Атомы и молекулы настолько рассредоточены, что экзосфера не ведет себя как газ, а частички постоянно отдаляются в космос.
Именно на этой границе, где атмосфера сливается с космическим пространством, находится большая часть орбитальных спутников и заметно сияние.
Межпланетные и межзвездные
Важно отличать разницу в том, что расположено между планетами и тем, что находится между звездными системами. Если мы говорим о космосе, то это лишь верхушка айсберга. При масштабировании вы поймете, что есть также пространство между галактиками. Во всех определениях упоминается об участках, где концентрация вещества намного ниже, то есть, место занимается планетой, звездой или галактикой.
Некоторые исследователи верят, что у пространства нет конца, а другие пытаются его найти. Но если конец есть, то вы не увидите резкого обрыва, так как переход плавно проведет вас в начало, как замкнутый круг.
Исследование
Исследования того, что расположено за пределами Земли, появились в «Космическом веке». Все началось с космической гонки между США и СССР, стремящихся первыми запустить спутники и людей на орбиту.
4 октября 1957 году СССР отправили первый спутник. В ответ на это в Америке Дуайт Д. Эйзенхауэр подписывает Закон о национальной аэронавтике и космосе 29 июля 1958 года (появляется НАСА).
Русский техник, завершающий работу над Спутником 1 – первый искусственный спутник человечества.
После этого США и СССР ринулись развивать технологии пилотируемых кораблей. К 1959 году уже появились советская программа «Восток» и американская «Меркурий». Первая представляла собою космическую капсулу, которую отправляли на одноразовой ракете.
Было проведено множество испытаний на животных и других космонавтов, прежде чем 12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин стартовал с космодрома Байконур на корабле Восток-1, чтобы первым попасть в космос (опередил Алана Шепарда на пару недель).
16 июня 1963 года на Востоке-6 полетела Валентина Терешкова, став первой женщиной в космосе. НАСА продолжало разрабатывать Меркурий и экипажные миссии.
Юрий Гагарин перед полетом на космическом корабле «Восток» (12 апреля 1961 год).
Американская программа быстро сориентировалась на запуск баллистических капсул. «Семерка Меркурия» было отобрана из военно-морских, военно-воздушных сил и морских экстремальных пилотных программ.
Первый астронавтом стал Алан Шепард 5 мая 1961 года, вылетев на борту Freedom 7. Затем 20 февраля 1962 года к нему присоединяется Джон Гленн, став первым американцем на орбите (ракета «Атлас»). Он обошел Землю трижды. Потом совершили еще три орбитальных полета, из которых кульминацией стал 22-й пролет Гордона Купера (15 и 16 мая 1963 года).
Пришло время для создания чего-то новенького. Их подталкивала гонка к Луне, закончившаяся победой США и приземлением Аполлона-11. После этого все стремились освоить глубинный космос и закрепить свои позиции.
Россияне сосредоточились на развитии программы Салют. В 1972-1991 годах они пытались отправить на орбиту 7 отдельных станций. Но технические проблемы и сбои во второй ступени привели к неудачным трем попыткам.
Первая американская пилотируемая космическая лаборатория – Skylab, запущенная 4 февраля 1974 года.
Но к 1974 году россиянам удалось успешно завершить Салют-4, а потом и еще три станции, которые продержались на орбите 1-9 лет. Хотя все они позиционировались как невоенные независимые станции, для многих это были лишь прикрытия.
Кульминацией развития НАСА стал запуск Skylab в мае 1973 года, которая станет первой и единственной независимой космической станцией США. Во время развертывания лаборатория серьезно пострадала и потеряла одну солнечную панель.
Нужно было доставить первый экипаж и починить. Туда отправилось две команды, и станция проработала 171 дней. В 1979 года она рухнула над Индийским океаном.
В 1986 году СССР снова решили создать станцию «Мир». Сначала она планировалась как усовершенствованный Салют, но позже начали добавлять модули и порты для экипажа кораблей Союз и Прогресс.
Космическая станция «Мир», наблюдаемая с корабля Индевор.
Основной модуль на орбите появился 19 февраля 1986 года. В 1987-1996 присоединились и остальные модули. За 15 лет работы ее посетило 28 экипажей, причем многие их них были с Восточного блока, НАСА и Европейского космического агентства (ЕКА).
В 2000 году возникли технические проблемы, и было решено прекратить миссию. 24 января 2001 года Прогресс состыковался со станцией и вытолкнул ее с привычного положения. Постепенно она опустилась к атмосфере и врезалась в океан.
В 1993 году НАСА, Россия, ЕКА и Японское космическое агентство трудятся вместе над формированием Международной космической станции (МКС). Это была комбинация Freedom, Мир-2, Европейский Колумбус и Кибо.
Когда в 2011 году все шаттлы отправили на пенсию, астронавты могли доставляться в космос только кораблями Союз. С 2014 года сотрудничество было приостановлено из-за перегруженности на МКС и разногласиями по поводу Украины. Но США смогли найти выход в компаниях SpaceX, United Launch Alliance и Blue Origin.
Как видите, очень сложно определить точку начала пространства (отметка границы атмосферы и космоса). Но многолетнее освоение космоса помогло создать определение. Как бы там ни было, оторвавшись от земли на 100 км, вы получите звание космонавта!
