Сколько метров от земли до космоса


Наверняка, у многих возникает вопрос, на какой высоте заканчивается голубое небо и начинается космос. Где же находится та черта, которая отделяет природную для жизни атмосферу и безжизненный вакуум?

На самом деле, четкой границы между космосом и атмосферой нет. Чем выше вы поднимаетесь, тем разреженнее становится атмосфера. Это легко увидеть, даже сидя в кресле обычного гражданского авиалайнера и смотря вверх на небо через иллюминатор. Даже на высоте 10 км над землей видно, что небо приобретает более синий и даже немного фиолетовый оттенок. Это происходит из-за того, что в атмосфере находится все меньше и меньше молекул газа, которые рассеивают световые волны коротковолнового диапазона, соответствующие синему цвету.

Если подняться еще выше — до 20 км над поверхностью, то можно увидеть, что небо над головой стало практически фиолетовым. Если попробовать подняться на летательном аппарате все выше и выше, то в какой-то момент вы заметите, что его аэродинамика перестает работать из-за слишком разреженной атмосферы. Чтобы взлететь выше, необходимо пользоваться уже ракетными технологиями и двигателями, способными развивать вторую космическую скорость. Этот барьер находится на высоте 100 км над уровнем моря и назван линией Кармана в честь ученого Теодора Фон Кармана, который первым теоретически определил высоту данной границы в своих вычислениях. Официально в авиации и космонавтике именно высота в 100 км над уровнем моря признана границей космоса.


Это интересно: первым рукотворным объектом, пересекшим линию Кармана, стала знаменитая немецкая ракета ФАУ-2, запущенная в 1944 году на территории Германии.

Если же подходить к вопросу с научной точки зрения, то логично предположить, что космос начинается там, где атмосфера полностью заменяется вакуумом и в пространстве практически не остается молекул газа. Это происходит приблизительно на высоте 1000 км над уровнем море.

Это интересно: получается, что с научной точки зрения МКС летает вовсе не в космосе, а в атмосфере земли. На какой именно высоте, можно прочитать в данной статье

comments powered by HyperComments

Источник: mydiscoveries.ru

Где начинается космос?


Можно ли снизить эту планку? Кто решает, где начинается космос? Компания Virgin Galactic и ее конкуренты в сфере космического туризма хотели бы уменьшить эту высоту. По современной классификации их суборбитальные полеты не считаются космическими. Снижение космической планки позволит им утверждать, что их клиенты побывали в космическом пространстве. Хотя такое изменение не повлияет на Илона Маска, если он выполнит свой обещанный полет вокруг Луны.

Граница космоса не должна быть произвольной. Астрофизик и историк космоса Джонатан Макдауэлл утверждает, что край пространства должен быть определен физикой. В середине 20-го века ученые пытались установить этот предел. Они считали что космос начинается на той высоте, на которой объект сможет поддерживать устойчивую орбиту. Эта высота известна как линия Кармана. Она получила название в честь аэрокосмического инженера Теодора фон Кармана. Ниже линии Кармана атмосферное сопротивление становится слишком большим фактором, чтобы поддерживать даже очень эллиптическую орбиту. Находясь на ней объект приближается к Земле в определенные моменты, а затем уходит намного дальше.

Космос ближе


В течение многих лет официальная линия Кармана была установлена ​​в 100 км. Но это было не то значение, которое установил для него Карман. В статье, опубликованной ранее в этом году в журнале Acta Astronautica, Макдауэлл пересчитал линию Кармана и обнаружил, что она значительно ближе – достаточно близко, чтобы сделать частные туристические полеты путешествием в космос.

Ученый заявил, что правительство США долгое время сопротивлялось определению официальной правовой границы между воздухом и космосом. Хотя в этом есть острая необходимость. На воздушные суда распространяются правила, касающиеся воздушного пространства, а объекты в космосе – нет. Хотя на них распространяются международные договоры о мирном использовании космоса.

По словам Макдауэлла, когда Северная Корея запустила ракету в прошлом году, по сообщениям, над японским воздушным пространством, она фактически была выше, чем Международная космическая станция.

«Конечно, она находилась в космосе. И не имеет смысла говорить, что он находится в воздушном пространстве Японии», – сказал он. Без международного соглашения о границе между воздухом и космосом такая путаница неизбежна.

80 или 100?

Он сказал, что ученые ранее пытались вычислить линию Кармана еще в 1950-х и начале 1960-х годов. И получили значения, довольно близкие к его значению, которое составило 80 км. Но в конце 1960-х годов оно было установлено на уровне 100 км. Вероятно, как утверждает ученый, это было сделано для того, чтобы было проще использовать в вычислениях красивое круглое число. Это значение выше, чем максимальная высота полета самолетов – около 50 км. По его словам, существует разрыв между высотами, где воздух позволяет летать самолетом, и космосом, где объект может поддерживать стабильную орбиту.


Ограничение для космических объектов не является одинаковым для всех. Потому что более плотные объекты могут проходить через более плотную атмосферу и оставаться на орбите. Перо имеет более высокий предел Кармана, чем шар для боулинга. И есть сезонные и региональные различия в плотности атмосферы. Но 80 км выглядит намного лучше, для американцев, чем 100 км. Однако подобное изменение возрождает с новой силой старый вопрос: кто же первым попал в космос?

Кто был первым?

Немецкие ракеты V-2 были бы первыми, которые достигли космоса. Это произошло в 1940-х годах. А кто первые люди, которые попали в космос? Это пилоты космического самолета X-15, сказал Макдауэлл. Этот совместный проект Департамента обороны НАСА выглядел как ракета с небольшими крыльями. С 1959 по 1968 год он совершил 200 полетов.

Несмотря на установление предела Кармана в 100 км, США решили предоставлять звания астронавтов всем пилотам Х-15, которые преодолели высоту более 80 км.

Но, даже несмотря на попытки американских ученых пересмотреть высоту, на которой начинается космос, весь мир знает кто такой Юрий Гагарин. Этот человек, несомненно совершил то, что американцам не удавалось сделать до февраля 1962 года – совершить первый в мире орбитальный космический полет.


Наличие официального, юридического, научно обоснованного определения пространства избавит лишь от любой двусмысленности, связанной с предоставлением званий американским астронавтам. А так же будет способствовать наращиванию прибыли частных компаний за счет изменения статуса полетов. Их деятельность уже привела к тому, что международные организации рассматривают возможность сделать 80 км официальной границей космоса.

Источник: alivespace.ru

Что такое космос

Расстояние от космоса до Земли – это длинный путь, окончание которого будет достигнуто при пересечении линии земной атмосферы и вступлении в пустое пространство. Оно начинается вокруг любой планеты, когда заканчиваются ее защитные слои.

В представлении древнегреческих астрономов космос должен был находиться как раз там, где были обозначены границы околоземного пространства, наполненного воздухом.

Геоцентрическая система располагала Землю в центре вселенной, и укутывавший ее вакуум был непременной составляющей мирового порядка.

Следует отметить некоторые факты:

  1. Космос начинался с окончания атмосферы, и в этом плане ничего не изменилось. Современная наука считает, что расстояние до открытого космоса – это примерно на границе атмосферных слоев. Но даже и в этом вопросе нет окончательного мнения.

  2. Юридически проблема была разрешена довольно просто. Международная авиационная федерация сделала линию Кармана одновременно верхней границей расположенного внизу государства и линией разграничения атмосферы и космического пространства. Кстати, космическое пространство – это интересный оксюморон, объединяющий два несовместимых понятия – бесконечный Космос и ограниченное расстояние между определенными объектами.
  3. Для представителей МАФ не существовало никакой дилеммы в том, что именно считать космосом. Поскольку на этой высоте для полета требуется первая космическая скорость, значит, и высота в 100 километров определяет, на каком расстоянии от Земли начинается космос. В некомпетентных источниках так и пишут, а слабо разбирающиеся в астрономических терминах средства массовой информации сообщают о героических выходах в открытый космос стратонавтов или астронавтов, работающих на МКС.

Расстояние от планеты до космоса и МКС

Международная космическая станция, перманентно находящаяся от земной поверхности на дистанции в диапазоне от 353 до 400 км, тоже находится не в космическом пространстве. Любой ученый, обладающий научными знаниями об атмосфере, скажет, что даже 400 км – это все еще разреженная земная атмосфера, точнее сказать, термосфера. А дальше имеется еще экзосфера, протяженность которой составляет 10 тысяч километров.


МКС дала НАСА основания установить границу космоса на высоте 122 км. Поскольку именно здесь корабль может маневрировать только с использованием ракетного двигателя, а обычные способы здесь уже не работают.

Есть и совсем нелепые попытки. Например, установить для начала космоса расстояние в 8 км, на том основании, что именно здесь начинают сгорать метеоры, попадающие в земную атмосферу.

Не дает на этот вопрос определенного ответа и Википедия. Есть, например, такое понятие, как начало космоса для организма человека. Это приблизительно 19 километров, когда в человеческом теле закипают биологические жидкости при абсолютно нормальной температуре внутри. Это связано с запредельным понижением атмосферного давления.

Значение слова

Если рассказывать о том, какое значение может быть у этого термина, то следует вспомнить о философском определении, которое подразумевает определенный порядок мирового устройства. Обращаясь к пониманию древних ученых и воспринимая термин «космос» как пространство вокруг центра мира, вообще нет смысла спорить о том, на каком расстоянии он находится, потому что это все область вокруг Земли.

Научное определение гласит, что это незаполненное пространство вне пределов атмосферы. Значит, решение задачи, на каком расстоянии он находится, состоит не в технических возможностях шаттла и не в закипании жидкостей в человеке, а на тех пределах, где начинается открытый простор и полное отсутствие атмосферы.

Существование условных линий, даже определенных авторитетными земными организациями, не означает, что именно это расстояние от поверхности Земли и есть реальная дистанция до пространства, которым заполнены безбрежные и бесконечные или ограниченные участки между атмосферами небесных тел:


  • 100 км – граница атмосферного слоя, который способен отражать радиоволны. В некоторых кругах его принято считать границей между ближним космосом и земной атмосферой;
  • на официальном разграничении начинается линия Кармана, где для преодоления расстояний требуется первая космическая скорость;
  • зарегистрированная почти сто лет назад граница атмосферы определялась исследователями в 320 км. Поводом к этому стало открытие слоя Эплтона – окончания ионосферы;
  • в 1950 году зарегистрированной границей атмосферы стала отметка в 1300 км. И если судить по этому параметру, то точное расстояние – именно 1300 км, но «Джемини-11», достигший высоты в 1372 км, поставил под сомнение и эту цифру;
  • в начале прошлого столетия предполагаемым пределом атмосферы считались 80 тыс. км, и это было почти правильно, потому что именно на этой дальности начинается интенсивное действие Солнца на экзосферу;
  • на расстоянии в 90 тысяч км или 90000000 метров находится ударная волна, в которой происходит встреча солнечного ветра и земной магнитосферы.

Остается только определиться, какую именно цифру принять за данность.


И таким образом решить вопрос о максимальном расстоянии до космоса. Появление магнитного поля Земли, оказывается, сделало этот предмет для рассуждений вариативным – от 100 до 120 тысяч километров, потому что этот участок варьируется именно в таких пределах.

Если не привязывать его к определенным обстоятельствам и процессам во Вселенной, то удаленность до крайнего космоса можно смело считать окончанием атмосферы на высоте 144000 километров.

Примерное определение

Пока у человечества нет видео (снятого с космического спутника или корабля), которое позволило бы с точностью измерить, сколько километров в действительности составляет земная атмосфера. Ведь именно ее окончание и становится началом космического пространства. Сложность процесса измерения заключается в том, что во Вселенной нет стабильности.

Она постоянно движется, подчиняясь законам вращения, тяготения, происходящим реакциям и трансформациям. Разглядывая фото, сделанные с помощью сверхмощных телескопов, можно наблюдать весьма интересные явления.

Состояние земной атмосферы зависит от звезды, вокруг которой она вращается. Экзосфера, или геокорона – это тоже часть земной оболочки, хоть она и состоит, предположительно, только из атомов водорода.

Считается, что она продолжается до половины пути с Земли на Луну, а это составляет 190 тыс. км. Данное расстояние увеличивается за счет роста термосферы. Подобное явление можно наблюдать в периоды высокой солнечной активности. При увеличении толщины термосферы растет и удаленность от земной поверхности экзосферы.

Определяя это расстояние, следует помнить, что при солнечной активности верхний слой может уплотниться почти на 40 тыс. км. А там, где Солнца в данный момент нет, растянуться намного больше и варьироваться от 50 диаметров земли (600 тыс. км) до 100 диаметров (в два раза больше).


Расстояние от поверхности Земли до космоса: официально

Есть вариант считать расстоянием до космоса цифру в 260 тыс. км. Потому что именно здесь заканчивается сила земного притяжения и начинает действовать притяжение желтого карлика.

Здесь аргументация еще проще: нет силы тяготения – нет атмосферы, которая удерживается ею. А значит, это и есть межпланетное пространство. В научном определении космоса это и есть то самое место, где он присутствует между небесными телами и планетами.

Если авторы статей на интернет-порталах и СМИ упоминают о том, что с МКС космонавты выходят в открытый космос, в этом есть определенная доля правды.

Ведь официально зарегистрированные цифры – 122 и 100 км.

Остальные варианты расстояний подтверждены научными исследованиями, премированными открытиями и проведенными расчетами. Так что и их можно смело выбирать в качестве дистанционного ориентира.

Источник: ProNormy.ru

Астрономическая единица

Наименьшей из таких единиц является астрономическая единица (а.е.). Исторически так сложилось, что одна астрономическая единица равняется радиусу орбиты Земли вокруг Солнца, иначе – среднее расстояние от поверхности нашей планеты до Солнца. Данный метод измерения был наиболее подходящим для изучения структуры Солнечной системы в XVII веке. Ее точное значение 149 597 870 700 метра. Сегодня астрономическая единица используется в расчетах с относительно малыми длинами. То есть при исследовании расстояний в пределах Солнечной системы или других планетных систем.

Световой год

Несколько большей единицей измерения длины в астрономии является световой год. Он равен расстоянию, которое проходит свет в вакууме за один земной, юлианский год. Подразумевается также нулевое влияние гравитационных сил на его траекторию. Один световой год составляет около 9 460 730 472 580 км или 63 241 а.е. Данная единица измерения длины используется лишь в научно-популярной литературе по той причине, что световой год позволяет читателю получить примерное представление о расстояниях в галактическом масштабе. Однако из-за своей неточности и неудобности световой год практически не используется в научных работах.

Парсек

Наиболее практичной и удобной для астрономических вычислений является такая единица измерения расстояния как парсек. Чтобы понять ее физический смысл, следует рассмотреть такое явление как параллакс. Его суть состоит в том, что при движении наблюдателя относительно двух отдаленных друг от друга тел, видимое расстояние между этими телами также меняется. В случае со звездами происходит следующее. При движении Земли по своей орбите вокруг Солнца визуальное положение близких к нам звезд несколько меняется, в то время как дальние звезды, выступающие в роли фона, остаются на тех же местах. Изменение положения звезды при смещении Земли на один радиус ее орбиты, называется годичный параллакс, который измеряется в угловых секундах.

Тогда один парсек равен расстоянию до звезды, годичный параллакс которой равен одной угловой секунде – единице измерения угла в астрономии. Отсюда и название «парсек», совмещенное из двух слов: «параллакс» и «секунда». Точное значение парсека равняется 3,0856776·1016 метра или 3,2616 светового года. 1 парсек равен примерно 206 264,8 а. е.

Метод лазерной локации и радиолокации

Эти два современных метода служат для определения точного расстояния до объекта в пределах Солнечной системы. Он производится следующим образом. При помощи мощного радиопередатчика посылается направленный радиосигнал в сторону предмета наблюдения. После чего тело отбивает полученный сигнал и возвращает на Землю. Время, потраченное сигналом на преодоление пути, определяет расстояние до объекта. Точность радиолокации – всего несколько километров. В случае с лазерной локацией, вместо радиосигнала лазером посылается световой луч, который позволяет аналогичными расчетами определить расстояние до объекта. Точность лазерной локации достигается вплоть до долей сантиметра.

Метод тригонометрического параллакса

Наиболее простым методом измерения расстояния до удаленных космических объектов является метод тригонометрического параллакса. Он основывается на школьной геометрии и состоит в следующем. Проведем отрезок (базис) между двумя точками на земной поверхности. Выберем на небосводе объект, расстояние до которого мы намерены измерить, и определим его как вершину получившегося треугольника. Далее измеряем углы между базисом и прямыми, проведенными от выбранных точек до тела на небосводе. А зная сторону и два прилежащих к ней угла треугольника, можно найти и все другие его элементы.

Величина выбранного базиса определяет точность измерения. Ведь если звезда расположена на очень большом расстоянии от нас, то измеряемые углы будут почти перпендикулярны базису и погрешность в их измерении может значительно повлиять на точность посчитанного расстояния до объекта. Поэтому следует выбирать в качестве базиса максимально отдаленные точки на Земле. Изначально в роли базиса выступал радиус Земли. То есть наблюдатели располагались в разных точках земного шара и измеряли упомянутые углы, а угол, расположенный напротив базиса назывался горизонтальным параллаксом. Однако позже в качестве базиса стали брать большее расстояние – средний радиус орбиты Земли (астрономическая единица), что позволило измерять расстояние до более отдаленных объектов. В таком случае, угол, лежащий напротив базиса, называется годичным параллаксом.

Данный метод не очень практичен для исследований с Земли по той причине, что из-за помех земной атмосферы, определить годичный параллакс объектов, расположенных более чем на расстоянии в 100 парсек – не удается.

Однако в 1989 год Европейским космическим агентством был запущен космический телескоп Hipparcos, который позволил определить звезды на расстоянии до 1000 парсек. В результате полученных данных ученые смогли составить трехмерную карту распределения этих звезд вокруг Солнца. В 2013 году ЕКА запустило следующий спутник – Gaia, точность измерения которого в 100 раз лучше, что позволяет наблюдать все звезды Млечного Пути. Если бы человеческие глаза обладали точностью телескопа Gaia, то мы имели бы возможность видеть диаметр человеческого волоса с расстояния 2 000 км.

Метод стандартных свечей

Для определения расстояний до звезд в других галактиках и расстояний до самих этих галактик используется метод стандартных свечей. Как известно, чем дальше от наблюдателя расположен источник света, тем более тусклым он кажется наблюдателю. Т.е. освещенность лампочки на расстоянии 2 м будет в 4 раза меньше, чем на расстоянии 1 метр.Это и есть принцип, по которому измеряется расстояние до объектов методом стандартных свечей. Таким образом, проводя аналогию между лампочкой и звездой, можно сравнивать расстояния до источников света с известными мощностями.

В качестве стандартных свечей в астрономии выступают объекты, светимость (аналог мощности источника) которых известна. Это может быть любого рода звезда. Для определения ее светимости астрономы измеряют температуру поверхности, опираясь на частоту ее электромагнитного излучения. После чего, зная температуру, позволяющую определить спектральный класс звезды, выясняют ее светимость при помощи диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Затем, имея значения светимости и измерив яркость (видимую величину) звезды, можно посчитать расстояние до нее. Такая стандартная свеча позволяет получить общее представление о расстоянии до галактики, в которой она находится.

Однако данный метод достаточно трудоемкий и не отличается высокой точностью. Поэтому астрономам удобнее использовать в качестве стандартных свечей космические тела с уникальными особенностями, для которых светимость известна изначально.

Уникальные стандартные свечи

Цефеиды – наиболее используемые стандартные свечи, представляющие собой переменные пульсирующие звезды. Изучив физические особенности этих объектов, астрономы узнали, что цефеиды обладают дополнительной характеристикой – периодом пульсации, который легко можно измерить и который соответствует определенной светимости.

В результате наблюдений ученым удается измерить яркость и период пульсации таких переменных звезд, а значит и светимость, что позволяет высчитать расстояние до них. Нахождение цефеиды в иной галактике дает возможность относительно точно и просто определить расстояние до самой галактики. Поэтому данный тип звезд часто именуется «маяками Вселенной».

Несмотря на то, что метод цефеид является наиболее точным на расстояниях до 10 000 000 пк, его погрешность может достигать 30%. Для повышения точности потребуется как можно больше цефеид в одной галактике, но и в таком случае погрешность сводится не менее чем к 10%. Причиной тому служит неточность зависимости период-светимость.

Кроме цефеид в качестве стандартных свечей могут использоваться и другие переменные звезды с известными зависимостями период-светимость,  а также для наибольших расстояний — сверхновые с известной светимостью. Близким по точности к методу цефеид является метод, с красными гигантами в роли стандартных свеч. Как выяснилось, ярчайшие красные гиганты имеют абсолютную звездную величину в достаточно узком диапазоне, которая позволяет посчитать светимость.

Источник: SpaceGid.com

Граница между атмосферой Земли и космосом проходит по линии Кармана, на высоте 100 км над уровнем моря.

Космос находится всего в часе езды, если ваша машина может ехать вверх
Космос совсем рядом, осознаете?

Итак, атмосфера. Воздушный океан, который плещется у нас над головой, а мы живем на самом его дне. Иначе говоря, газовая оболочка, вращающаяся вместе с Землей, наша колыбель и защита от разрушительного ультрафиолетового излучения.  Вот как это выглядит схематично:

строение атмосферы
Схема строения атмосферы

Тропосфера. Простирается до высоты 6-10 км в полярных широтах, и 16-20 км в тропиках. Зимой граница ниже, чем летом. Температура с высотой падает на 0.65°C каждые 100 метров. В тропосфере находится 80% общей массы атмосферного воздуха. Здесь, на высоте 9-12 км, летают пассажирские самолеты. Тропосфера отделена от стратосферы озоновым слоем, который служит щитом, защищающим Землю от разрушительного ультрафиолетового излучения Солнца (поглощает 98% УФ-лучей). За озоновым слоем жизни нет.

Стратосфера. От озонового слоя до высоты 50 км. Температура продолжает падать, и, на высоте 40 км, достигает 0°C. Следующие 15 км температура не меняется (стратопауза). Здесь могут летать метеозонды и стратостаты*.

Мезосфера. Простирается до высоты 80-90 км. Температура падает до -70°C. В мезосфере сгорают метеоры, на несколько секунд оставляя светящийся след на ночном небе. Мезосфера слишком разрежена для самолетов, но, в то же время, слишком плотна для полетов искусственных спутников. Из всех слоев атмосферы она самая недоступная и малоизученная, поэтому ее называют “мертвой зоной”. На высоте 100 км проходит линия Кармана, за которой начинается открытый космос. На этом официально заканчивается авиация и начинается космонавтика. Кстати, линия Кармана юридически считается верхней границей расположенных внизу стран.

Термосфера. Оставив позади условно проведенную линию Кармана выходим в космос. Воздух становится еще более разреженным, поэтому полеты тут возможны только по баллистическим траекториям. Температура колеблется от -70 до 1500°C, солнечная радиация и космическое излучение ионизируют воздух. На северном и южном полюсах планеты частицы солнечного ветра, попадая в этот слой, вызывают полярные сияния, видимые в низких широтах Земли. Здесь же, на высоте 150-500 км летают наши спутники и космические корабли, а чуть выше (550 км над Землей) – прекрасный и неподражаемый телескоп Хаббл (кстати, люди поднимались к нему пять раз, т.к. телескоп периодически требовал ремонта и технического обслуживания).

 Аппарат Высота над поверхностью Земли, км
корабль Восток-1 с Юрием Гагариным на борту (12 апреля 1961 года) перигей** – 175

апогей*** – 302

корабль Восход-2 с Алексеем Леоновым и Павлом Беляевым на борту (18-19 марта 1965 года) перигей – 167

апогей – 475

Спутник-1 (первый в мире спутник, запущенный СССР в 1957 году) перигей – 228

апогей – 947

станция Мир (упокоилась в Тихом океане в 2001 году); китайская станция Тянгун-1 350
Международная Космическая Станция (МКС) 400
космический телескоп Хаббл  550
спутники GPS и ГЛОНАСС 20 000, впрочем, это уже экзосфера…

Термосфера простирается до высоты 690 км, дальше начинается экзосфера.

Экзосфера. Это внешняя, рассеянная часть термосферы. Состоит из ионов газа, улетающих в космическое пространство, т.к. сила притяжения Земли больше на них не действует. Экзосферу планеты также называют “короной”. “Корона” Земли имеет высоту до 200 000 км, это примерно половина  расстояния от Земли до Луны. В экзосфере могут летать только беспилотные спутники.

Источник: my-ship.space

Источник: okosmose.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.