Температура на высоте 400 км от земли


НАСА и его российский партнер Роскосмос попытаются выследить источник небольшой утечки на Международной космической станции в эти выходные, из-за которой в прошлом году воздух с МКС улетучился быстрее нормы. Три члена экипажа, которые в настоящее время находятся на борту станции, останутся в российском сегменте МКС в течение выходных, пока НАСА пытается установить источник утечки в других частях космического корабля.

НАСА впервые заметило утечку на станции еще в сентябре 2019 года. Воздух внутри станции со временем медленно просачивается из МКС и космос, но официальные лица заметили, что воздух, похоже, уходит с несколько большей скоростью, чем обычно. С тех пор утечка, похоже, немного увеличилась. Однако у НАСА не было времени на расследование. С сентября на МКС было довольно много дел: астронавты проводят различные выходы в открытый космос, а новые аппараты, такие как Crew Dragon от SpaceX, доставляют людей на МКС и обратно. Утечка не была большой проблемой, поскольку запасные баллоны на борту МКС помогают поддерживать давление на станции.


Теперь, когда график стал свободнее, у НАСА есть время, чтобы выяснить, откуда исходит утечка. Астронавт НАСА Крис Кэссиди и российские космонавты Анатолий Иванишин и Иван Вагнер будут находиться вместе, в российском сегменте после закрытия всех люков к другим модулям МКС. На выходных НАСА будет отслеживать уровни давления воздуха в каждом из модулей, чтобы определить причину утечки. Результаты теста должны быть доступны на следующей неделе. НАСА заявляет, что у экипажа будет достаточно места внутри российского сегмента, и что экипажу ничего не угрожает.

Утечки время от времени появляются на МКС, но одна утечка в 2018 году привлекла гораздо больше внимания, чем другие. В то время астронавты проследили утечку на борту МКС до небольшой дыры внутри российской капсулы «Союз», пристыкованной к МКС. Российская пресса изобиловала теориями заговора о том, что дыра могла быть пробурена изнутри «Союза» кем-то на борту МКС. Два космонавта даже вышли в открытый космос, чтобы осмотреть дыру снаружи. В конце концов, директор Роскосмоса Дмитрий Рогозин указал, что российские официальные лица знали, как образовалась дыра, но не раскрывали причину.

Источник  https://portal-13.com/nasa-popytaetsya-otsledit-utechku-na-m…

Источник: pikabu.ru


Мы живем на дне воздушного океана, окутывающего Землю, а наши перемещения в толще этого незримого океана мини­мальны. Мы буквально прижаты к самой поверхности, редко поднимаемся на высоты более нескольких десятков метров. А подъемы на сотни метров и километры (при полетах на самоле­тах, походах в горы или прыжках с парашютом) случаются очень редко. Однако в эти моменты мы можем понять, что с ростом высоты атмосфера нашей планеты изменяется— она становится более холодной и разреженной.

Это подтверждает устоявшееся мнение о том, что с набором высоты становится все холоднее. Доказательством тому служит и информация о температуре воздуха за бортом во время по­лета на самолете. Все это так — с ростом высоты температура равномерно падает, достигая отрицательных величин. Но так происходит только до определенного момента, после которого атмосферу начинает буквально «лихорадить».Чем больше высота, тем холоднее

Земная атмосфера условно разделена на несколько сло­ев, обладающих различными физическими и химическими свойствами. В каждом из этих слоев наблюдается своя ди­намика изменения температур, и в этом есть немало удиви­тельного.

Самая низкая часть атмосферы, прилегающая непосред­ственно к поверхности Земли, называется тропосферой.
енно в ней происходит основная масса погодных явлений и в ней же могут летать пассажирские самолеты. Высота тропосферы не вез­де одинакова: у полюсов она достигает 9-10 км, а у экватора — до 18 км. Интересной особенностью данного слоя является его температурный режим — каждые последующие 100 метров вы­соты холоднее предыдущих примерно на 0,65 °С. Это приводит к тому, что у «потолка» тропосферы наблюдается мороз от -50 до -56 °С.

Тропосфера венчается так называемой тропопаузой — слоем воздуха толщиной от сотен метров до 2-3 км. В этом слое темпе­ратура практически перестает падать, однако над экватором она может достигать -70 °С. Как видно, до этого момента становится все холоднее и холоднее, а что же дальше?

А дальше все изменяется. Над тропосферой расположена стратосфера, ее нижние слои всегда остаются такими же холод­ными, как и верхняя часть тропопаузы. Однако с подъемом вы­соты температура начинает расти! До высоты в 25 км этот рост незначителен — стратосфера здесь прогревается всего до -56 °С. А далее происходит резкий скачок повышения температуры и на высоте в 40 км становится совсем тепло — около 0 °С. Такой температура остается на протяжении и последующих 15 км — до границы стратопаузы, очерчивающей собой переход от страто­сферы к следующему слою.


Как объяснить рост температуры в стратосфере? В этом слое происходят довольно сложные явления, однако нагрев обеспечи­вается благодаря взаимодействию ультрафиолетового излучения с молекулами элементов, слагающих воздух, — в основном азота и кислорода. Ведь именно в стратосфере находится озоновый слой, как раз и образующийся из кислорода под воздействием жесткого ультрафиолета.

С высоты около 50 км начинается мезосфера — слой атмо­сферы, в котором температура сначала повышается (до высоты около 60 км), а потом падает, достигая к 90 км значений вплоть до -90 °С. Подъем температуры связан с тем, что в нижней части мезосферы еще идут реакции образования озона.

На высотах в 80-90 км расположена так называемая мезопауза — переходной слой от мезосферы к термосфере. Именно в мезопаузе наблюдается самая низкая температура в земной ат­мосфере — вплоть до -225 °С! После этого момента температура с увеличением высоты только поднимается.

Термосфера, лежащая над мезосферой, получила свое назва­ние как раз из-за господствующих в ней высоких температур. На высотах в 250-300 км она становится по-настоящему горя­чей — до + 1700 °С!

Здесь необходимо сделать одно очень важное замечание. О температуре в привычном нам понимании этого слова можно говорить лишь до высот порядка 100 км.
ло в том, что с ростом высоты плотность атмосферы резко падает — более 80 % массы атмосферного воздуха сосредоточено в тропосфере. А на высо­тах в 120-150 км (то есть фактически в атмосфере!) уже летают искусственные спутники и космические корабли. Известно, что температура газов определяется скоростями составляющих их молекул, вот и получается, что на больших высотах, где воздух крайне разрежен, молекулы и атомы движутся с большими ско­ростями, эквивалентными температурам от +400 до +2000 °С и более. Но этих молекул так мало, что они практически не в со­стоянии сколько-либо заметно поднять температуру летающих в термосфере, а также в экзосфере (следующем слое, распола­гающемся на высотах от 800 до 2000-3500 км) космических аппаратов.

Итак, с ростом высоты температура сначала падает, потом растет, потом снова падает и снова растет. Поэтому, с физиче­ской точки зрения, нельзя говорить о постоянном похолодании с набором высоты. Однако из-за резкого снижения плотности воздуха с высотой эти температурные колебания практиче­ски сглаживаются: ни сильнейший мороз на отметке в 85 км, ни 2000-градусная жара на высоте в 250 км практически не ощу­щается спутниками и людьми в скафандрах. Температуры тел на таких высотах уже в значительной степени зависят от солнечно­го нагрева, а не от степени теплоты атмосферы.

Источник: zablugdeniyam-net.ru

Один из читателей прислал нам следующий вопрос:

Почему орбита МКС находится именно на расстоянии около 400 км от земли? Почему не 600 км, или 1000, или 300 км.?


Высота орбиты МКС постоянно меняется в диапазоне от 340 до 417 км над уровнем моря, станция постоянно снижается из-за влияния атмосферы, но высоту орбиты стараются поддерживать на уровне порядка 400 км.

Данный диапазон высот выбран по целому ряду причин как оптимальный с точки зрения всех плюсов и минусов. Одним из важнейших критериев выбора орбиты является стоимость доставки грузов на МКС и сама возможность полёта того или иного корабля на заданную высоту.

С финансовой точки зрения, чем ниже находится МКС тем лучше, так как полёты к ней будут дешевле, также ранее, когда на станцию астронавты доставлялись шаттлами, её орбита была значительно ниже порядка 350 км в связи с тем, что шаттл с максимальной полезной нагрузкой в принципе не мог подняться на высоту в 400 км.


График изменения высоты орбиты МКС

С другой стороны, чем ниже орбита тем сильнее трение МКС о разрежённую атмосферу, станция быстрее тормозит и падает на Землю, поэтому чаще приходится корректировать орбиту, что требует затрат топлива, которое на орбиту ещё нужно доставить. На высоте в 300 км трение об атмосферу будет слишком сильным, понадобится слишком много топлива для коррекции орбиты, а также в случае выхода из строя двигателей, станцию могут не успеть отремонтировать, до её падения на Землю.

Таким образом, орбита в районе 400 км является оптимальной: есть все условия для космических экспериментов, доставка грузов не слишком дорогая и на поддержание орбиты уходит не так много ресурсов. Увеличение высоты орбиты МКС, скажем до 600 км и выше не принесет никакой выгоды в плане научных экспериментов, но будут стоить значительно дороже.


Кроме того на высоте более 500 км начинает стремительно расти уровень радиации, что вредно для астронавтов и оборудования станции, необходимо будет создавать дополнительную защиту станции, что вновь потребует огромных финансовых вливаний. Поэтому о подъёме орбиты МКС также никто не задумывается.

Авторы: астрофизик Карасенко Ф.В., к.т.н. Петров А.В.

Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!

Источник: zen.yandex.ru


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.