На каком расстоянии мкс находится от земли: Высота орбиты МКС – Статьи на сайте Четыре глаза

«На этой высоте можно увидеть Землю такой, какой ее видят из настоящего космоса» – Стиль – Коммерсантъ

9K












7 мин.





















…

Илон Маск и компания Boeing обещают в скором времени отправить людей на Марс. Разговоры о космическом туризме становятся общим местом, а туры в космос, судя по новостным лентам, вот-вот станут реальностью. “Ъ-Lifestyle” поговорил с Юрием Макаровым, директором департамента стратегического планирования «Роскосмоса», чтобы выяснить, насколько все это действительно осуществимо.

Застать Юрия Макарова в Москве практически невозможно: большую часть времени он проводит в дороге, курсируя между космодромами. С нами он разговаривал по пути на Байконур.

О скорой колонизации Марса Макаров говорит с нескрываемым скепсисом: в обозримом будущем на Красную планету вряд ли ступит нога человека. А вот космический туризм, по его мнению, — реальность уже самого ближайшего будущего.

О суборбитальном туризме

После того как частный бизнес пришел в пилотируемую космонавтику, появился относительно более бюджетный вариант выбраться за пределы земного притяжения. Речь идет о туристических суборбитальных космических полетах (к суборбитальным относятся полеты по баллистической траектории без выхода на орбиту искусственного спутника Земли).

Ранее были успешные попытки отправить первых туристов в космос. Цена приключения колебалась от $20 млн до $35 млн за 10–12 дней. Несмотря на дороговизну, семь туристических путевок на МКС были проданы. Туристов доставили туда на российских пилотируемых транспортных кораблях типа «Союз».

О космических кораблях

В Америке к концу текущего десятилетия две частные компании — Virgin Galactic и Blue Origin — уже готовятся открыть сезоны суборбитального туризма. Вариантов космических туров пока два. Первый — вертикальный старт ракеты-носителя с космическим кораблем-капсулой, последующее отделение, автономный полет и приземление на парашюте. Второй — полет почти на обычном самолете. На высоте около 15 километров он горизонтально стартует с самолета-носителя, набирает высоту до 100 километров с использованием ракетного двигателя, затем идет на снижение и садится на аэродром в горизонтальном положении.

В России космическим туризмом занимается компания «Космокурс», которая в этом году получила лицензию от «Роскосмоса» на разработку программ. Она уже готовится представить свою версию шаттла и ракеты. Согласно эскизам «Космокурса», корабль будет представлять собой суборбитальный самолет. Он более компактен по сравнению с обычным самолетом и предназначен для полетов в стратосферу.

О том, что почувствует и увидит турист

Фото: Геннадий Падалка / Roscosmos Flickr

Скорость при суборбитальном полете меньше первой космической (то есть меньше 7,9 км/c. — “Ъ”), высота может быть различной — от нескольких десятков до 100 километров, при этом превышение высотного барьера в 100 километров переводит суборбитальный полет в категорию космического. Перегрузки во время такого полета ниже, и, соответственно, требования к здоровью туриста менее строгие, чем при штатном космическом полете.

На этой высоте можно увидеть нашу планету такой, какой ее видят обычно из настоящего космоса. Компании, разрабатывающие технику для суборбитальных полетов, планируют включить в программу несколько витков вокруг Земли. Поэтому на планету можно будет посмотреть со всех сторон. Полет займет совсем немного времени: от 30 минут до нескольких часов. Но это путешествие запомнится надолго. Например, астронавты МКС в течение одних земных суток наблюдают 16 рассветов и 16 закатов.

О стоимости

Разработкой занимаются частные компании, соответственно, они самостоятельно рассчитывают стоимость полета, исходя из затрат на создание и обслуживание взлетных площадок, челнока и прочего. Конечно, это удовольствие не из дешевых. Так, полет на челноке Virgin Galactic обойдется в $250 тыс.

О сроках и количестве

Специалисты дают самые разные прогнозы по этому поводу. Конечно, всем хочется, чтобы первый космический турист взглянул на Землю «извне» как можно быстрее. В любом случае речь идет о ближайшем будущем. В течение пяти-десяти лет суборбитальный туризм может стать массово распространенным явлением. В перспективе площадки для осуществления таких полетов будут созданы в России, Европе, Канаде, Китае, может быть, Австралии. Пока рано прогнозировать, сколько людей в год смогут побывать в космосе. Все будет зависеть от количества кресел, заказов на них и итоговой стоимости полета.

Думаю, суборбитальный туризм имеет неплохие бизнес-перспективы, лишь бы техника была надежной. И не только суборбитальный, но и полномасштабный космический — в продаже появятся туры на низкую околоземную орбиту.

О колонизации Луны

Фото: Joel Kowsky / NASA Flickr

Луна — естественный рубеж на пути экспансии человечества в космос, тот барьер, который необходимо преодолеть, освоив целый спектр технологий. Последние должны обеспечить приемлемый уровень безопасности при дальнейшем расширении границ освоенного космического пространства.

Интерес к Луне проявляют все передовые космические государства. Россия, Европа, США, Япония и Канада разрабатывают международный проект по созданию лунной орбитальной станции. Также планируется создание лунных научных и патрульных обсерваторий, разведка и освоение природных полезных ресурсов, разработка и испытания на Луне космической техники для экспедиций на Марс и в дальний космос. Детальная проработка модулей лунной орбитальной станции начнется после 2025 года.

Освоение Луны начнется с автоматических межпланетных станций. Сейчас специалисты «Роскосмоса» занимаются созданием автоматических космических аппаратов для исследования Южного полюса Луны, поскольку там, возможно, есть лед. В ближайшее время произойдет запуск четырех миссий — по отработке посадки, забору лунного грунта и возвращению его на Землю.

О растениях, питании и жизни на Луне

Новый дом человечества на Луне будет представлять собой связанные между собой космические модули (как МКС). Воду, грунт и кислород пока будут доставлять с Земли. Уже сейчас на борту МКС можно выращивать растения, соответственно, с витаминами проблем не будет. Флору можно будет выращивать на борту лунной станции, а впоследствии и на поверхности самой Луны, может быть, и Марса. Но говорить о терраформировании других планет под земной тип пока не приходится. Это если и реальность, то очень далекого будущего.

Впоследствии будут созданы не только лунная орбитальная станция, но и лунный полигон с первыми элементами лунной космической инфраструктуры. Он постепенно преобразуется в лунную базу, а вокруг нее возникнет исследовательская и обеспечивающая инфраструктура. На первых этапах работать на полигоне (лунной базе) будут экспедиции посещения, потом — более длительные экспедиции с различной целевой направленностью.

О перспективах колонизации Марса

Кадр из фильма «Марсианин» (2015) Ридли Скотта

Мы были на астрономическом конгрессе в Мексике и видели проект полета на Марс. Главы космических агентств отнеслись к нему довольно скептически: существует ряд ограничений, которые современная наука пока не способна решить.

Путешествию на Марс должны предшествовать разработки техники и технологий. Только принципиально новые системы жизнеобеспечения и энергодвигательные установки смогут проработать без фатальных отказов до 900 дней — именно столько будет длиться марсианская экспедиция.

Кроме того, существует космическая радиация — у человечества пока нет способа защитить от нее свой организм в длительном полете.

На Марсе практически непригодные условия для жизни. Едва заметная атмосфера, отсутствие надежной защиты от космической радиации, неясные перспективы добычи воды, засоленный поверхностный грунт.

Поэтому нужен компромисс — на первом этапе необходимо изучать Марс с помощью роботов. Сегодня они могут уже практически всё. Узнать, есть ли на поверхности и в недрах планеты необходимые для строительства промышленной и жилой инфраструктуры материалы. Развернуть производственные комплексы для добычи и переработки воды. Построить инфраструктуру для производства компонентов топлива, необходимых и достаточных для организации регулярных перелетов между Марсом и Землей. Выяснить, можно ли воспроизводить на Марсе необходимые для человека пищевые продукты. Наладить такое производство, которое могло бы в законсервированном состоянии ожидать появления на Марсе человека и быть готовым к саморазвертыванию. Тем временем на Луне нужно создавать производство расходных материалов (топлива, воды и тому подобного), которыми можно было бы обеспечивать собираемые в окрестностях Луны межпланетные перелетные комплексы. На Земле вести исследования и отработку технологий, в разы уменьшающих время перелетов между Землей и Марсом и в такой же степени расширяющих продолжительность пусковых окон.

И когда положительные результаты сойдутся в одной временной точке, человек придет на Марс не как в чуждую среду, которую нужно покорять, а как в знакомую чуть ли не с детства реальность.

Тогда человек сможет заняться на Марсе не решением проблем возможности-невозможности жизни на этой планете, а ее формированием по земному образу и подобию. Сколько это займет времени? В масштабах жизни одного человека очень долго — тысячи лет.

Об освоении других планет

После Луны ближайшее к нам крупное небесное тело — это Венера. Она покрыта густой атмосферой, которая создает на поверхности поистине адские условия: температуру до 500 градусов по Цельсию и давление почти под 100 атмосфер. На этом вопрос о перспективах освоения Венеры, наверное, может быть закрыт.

Но с помощью роботов можно изучить другие объекты Солнечной системы. Специалистов интересуют ближайшие спутники Юпитера — в первую очередь спутник Европа, подо льдами которого, возможно, скрывается океан. Также в разработке находится совместный российско-европейский проект по изучению Ганимеда.

____________________________________________________________________

Надежда Супрун

Космос — как выглядит Земля — последние новости / НВ

14 января 2021, 18:03

Почему, когда вы видите фотографии Земли с МКС, то можете заметить лишь некоторые случайные спутники, которые могут попасть в кадр?

Очень интересный вопрос задал один из моих добрых друзей и проиллюстрировал его этой фотографией:

Полученное из космоса изображение Земли и космической станции «Мир» / Фото: NASA

«Может кто встречал объяснение, почему когда публикуют фото или видео на космическую околоземную тематику, то редко когда можно увидеть какие-то дополнительные объекты. Ну максимум один, редко два. А где же тысячи спутников, не говоря уже о тоннах космического мусора. Недавно даже была статья, что пора убирать лишние объекты вокруг Земли, потому что они создают опасность для взлетающих ракет. Где это все? Почему фото так романтически чисты?»

Видео дня

Это очень хороший вопрос. Отслужившие своё спутники, разгонные блоки, шаттлы, куски фюзеляжей, всякие гайки, трубки и прочий хлам (космический мусор) в большем своём объёме находятся на специальных орбитах захоронения, которые удалены от рабочих орбит на различные значительные расстояния.

Опасность же космического мусора заключается в том, что часть его находится на мусорных орбитах с низкой высотой (на пути к более высоким рабочим орбитам) и в том, что не всегда получается убрать мусор с рабочей орбиты и невозможно или чрезвычайно сложно контролировать куски от взорвавшихся при столкновении искусственных космических объектов (их разрывает на мелкие части и они разлетаются и сталкиваются с другими мусорными объектами, разрушаясь на ещё более мелкие фрагменты и так далее).

Мусор на низких околоземных орбитах отслеживается, но есть технические пределы

Мусор на низких околоземных орбитах отслеживается, но есть технические пределы — размер объекта должен быть более 10 см.  В настоящий момент отслеживается более 15 000 подобных объектов. А теперь представьте кусок какого-нибудь космического сплава с диаметром 10 см, который летит со скоростью в несколько раз превышающей скорость пули. Действительно опасно. А как хорошо вам удалось бы рассмотреть, да даже просто заметить, артиллерийский снаряд, который пролетел бы мимо вас? А если он будет лететь в несколько десятков раз быстрее обычного? Это первая причина невидимости космического мусора для человеческого глаза и фотоаппарата, но не единственная.

Основные мусорные орбиты находятся на высоте 35 986 км (на 200 км выше геостационарной орбиты) и на высоте от 600 до 1000 км (самая крупная мусорная орбита).

На первой («высотной») находятся все отработанные орбитальные аппараты и непосредственно под ней (на высоте 35 786 км, на 200 км ниже) расположены тысячи околоземных спутников. Это геостационарная орбита, самая строгая по своим параметрам. Она находится прямо над экватором, на нулевой широте, и на высоте очень близкой к 35 786 км. Такое строгое положение по широте и высоте геостационарной орбиты не случайно, именно на такой высоте и именно на нулевой широте (прямо над экватором) период обращения спутника равен периоду вращения Земли относительно звёзд и спутник, находясь на синхронной орбите, получает возможность висеть в одной точке над поверхностью нашей планеты.

Дайджест главных новостей

Бесплатная email-рассылка только лучших материалов от редакторов НВ

Рассылка отправляется с понедельника по пятницу

Подводим первый итог: геостационарная орбита ниже самой высокой мусорной орбиты на 200 км и выше низкоорбитальной мусорной орбиты на 34 986 км. Не так много увидишь даже на расстоянии 1 км, а тут 200 км и 34 тыс. км (о возможности человеческого зрения скажу ниже).

Читайте также:

Теперь о низкой околоземной орбите (НОО). НОО значительно больше в высотном и широтном диапазоне, но тоже не бесконечна по своим размерам и имеет уже свои ограничения. Её диапазон высот находится в пределах от 160 до 2000 км. Именно в этом диапазоне происходили все космические полёты человека и именно на НОО располагаются все обитаемые космические станции. Кроме ныне существующей МКС (высота орбиты в ап. 418 км), которая принадлежит 15 государствам, обитаемых космических станций было довольно много и самые последние — китайские Тяньгун, Тяньгун-1 и Тяньгун-2, которые находились на НОО в период с 2011 по 2019 года.

Хотя диапазон НОО высок (160−2000 км), но орбиты ниже 300 км для спутников не применяются, так как очень сильно сокращается срок службы аппарата, а длительная эксплуатация чего-либо на высоте ниже 160 км вообще невозможна из-за сильного влияния атмосферы. Например, спутники дистанционного зондирования Земли (чтобы получать питание на солнечные батареи) находятся на солнечно-синхронной орбите с приполярным наклонением на высоте около 800 км и примерно на этой же высоте (чуть ниже) находятся телекоммуникационные спутники и так далее.

Подводим второй итог: НОО находится в диапазоне от 160 до 2000 км, является самой обжитой и самой массовой по количеству опасных искусственных космических объектов. Высота орбиты Международной космической станции — 418 км (апогей), а высота мусорных орбит (в зоне НОО) — от 600 до 1000 км, т. е. на 200−600 км выше МКС.

Читайте также:

По этой причине, когда вы видите фотографии Земли с МКС, то можете заметить лишь некоторые случайные спутники, которые могут попасть в кадр.

Нужно отметить ещё один очень важный факт. В настоящий момент кусков космического мусора, которые можно увидеть при помощи технических средств (размер должен быть более 10 см) и за которыми ведётся наблюдение, чуть более 15 000. 15 000 того, что можно увидеть.

Давайте рассчитаем площадь шара с диаметром от центра Земли до границы самой нижней мусорной орбиты (она начинается на высоте 600 км). Средний радиус Земли — 6371 км и плюс 600 км до нижней границы: 6971 км. S = 4 π R² = 4 π 6 971² ≈ 610 660 655 кв. км.

Читайте также:

Разбросайте 15 000 кусков размером от 10 см на площади 610 660 655 квадратных километров, и вы увидите, что на один фрагмент приходится 40 710 квадратных километров.

Как часто вам будут встречаться куски на такой площади? А если они ещё и будут лететь с невероятно большой скоростью? Конечно, они все распределены не так равномерно, но энтропию никто не отменял, и они постоянно стремятся к этому.

Теперь о возможности человеческого зрения. Угловое разрешение человеческого глаза составляет 1—2′ (около 0,02°—0,03°), что соответствует величине объекта в 30—60 см на дистанции в 1 км. Очень слабо.

Вот почему снимки с МКС в сторону Земли так романтически чисты.

Текст опубликован с разрешения автора

Оригинал

Присоединяйтесь к нашему телеграм-каналу Мнения НВ

Показать ещё новости

Про использование cookies

Продолжая просматривать NV.ua вы подтверждаете, что ознакомились с Правилами пользования сайтом и соглашаетесь на использование файлов cookies

Про файлы cookies

OpenStax College Physics Solution, глава 28, задача 15 (задачи и упражнения)

Вопрос

(a) Как долго мюон из примера 28. 1 прожил бы на Земле, если бы его скорость была 0,0500c? б) Как далеко он пролетел бы, если бы наблюдал на Земле? в) Какое это расстояние в системе отсчета мюона?

Стенограмма видео

Это ответы по физике в колледже с Шоном Дычко. В состоянии покоя по отношению к мюону его время жизни составляет 1,52 микросекунды, и это будет правильное время, которое измеряется в состоянии покоя по отношению к мюону. Теперь предположим, что он движется со скоростью 0,500 c , нас просят выяснить, сколько тогда будет его время жизни? Таким образом, это будет собственное время, деленное на корень квадратный из 1 минус его скорость в квадрате, деленная на квадрат скорости света. Итак, это 1,52 микросекунды, деленные на квадратный корень из 1 минус 0,500 c , все в квадрате, деленное на c в квадрате, что равно 1,52, деленное на квадратный корень из 1 минус 0,500 в квадрате, что равно 1,76 микросекунды. И так как мюон теперь движется в части (а), время его жизни стало больше или увеличилось по сравнению с его собственным временем. ХОРОШО. И затем часть (б) спрашивает, как далеко этот мюон продвинется по мнению кого-то на Земле? Итак, кто-то в лаборатории на Земле будет измерять правильное расстояние, потому что они находятся в состоянии покоя относительно начальной и конечной точек существования этого мюона; она начинается здесь, а затем создается там, а затем, вы знаете, распадается здесь, и человек, находящийся на Земле, находится в покое относительно этих двух мест, и поэтому они измеряют правильную длину. Но вам на самом деле не нужно это знать; все, что вам нужно знать, это то, что расстояние, которое он пройдет, будет равно его скорости, умноженной на количество времени, которое он пройдет; это классическая формула. Итак, у нас есть 0,500, умноженное на скорость света — это его скорость — умноженное на его время жизни, которое мы только что выяснили в части (а), и это будет 263 метра. Теперь, согласно самому мюону, если бы мюон мог измерить, как далеко он путешествует, он бы измерил релятивистскую длину, которая будет короче, и это будет правильная длина, умноженная на этот квадратный корень 1 минус 9. 0009 v в квадрате на c в квадрате. Альтернативный способ вычислить это: вы могли бы сказать, подобно тому, как мы используем эту формулу для правильной длины, мы могли бы получить релятивистскую длину, умножив ее скорость на собственное время, потому что мюон, в системе отсчета мюона, его время жизни равно измеренное будет собственным временем, потому что мюон покоится относительно самого себя, и поэтому время жизни, которое он измеряет для самого себя, будет собственным временем, и вы получите тот же ответ, который мы собираемся вычислить здесь. Итак, у нас есть правильная длина — 263,09.5 метров, вычисленные в части (b), умноженные на квадратный корень из 1 минус 0,500 c в квадрате на c в квадрате, дают нам 228 метров. И, как я уже сказал, если вы возьмете 1,52 умножить на 10 минус 6 секунд и умножите на 0,500 c , вы получите тот же ответ.

1-я микросекунда Большого Взрыва

Художественная концепция Большого Взрыва, через Scitechdaily. com.

Какой была Вселенная сразу после Большого Взрыва? Космологи исследуют фундаментальную физику в то самое раннее время, используя ускорители частиц. Самый большой в мире — Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, туннель окружностью 17 миль (27 км), расположенный глубоко под землей под границей Франции и Швейцарии. 31 мая 2021 года исследователи заявили, что использовали Большой адронный коллайдер для исследования особого вида плазмы, присутствующей в течение первой миллионной доли секунды, то есть первой микросекунды, или 0,000001 секунды, Большого взрыва. Они сказали, что эта плазма была 9-й.0029 первая материя когда-либо существовавшая в нашей вселенной. И, по их словам, у него было жидких свойств .

Рецензируемый журнал Physics Letters B опубликовал эту новую работу в Интернете для выпуска от 10 июля 2021 года. Эту работу выполнили Ю Чжоу вместе со своей ученицей Зузаной Моравцовой из Института Нильса Бора Копенгагенского университета.

Кварк-глюонная плазма

Плазму иногда называют четвертым состоянием вещества после твердых тел, жидкостей и газов. Плазма древней Вселенной называется кварк-глюонной плазмой (КГП).

Современные исследователи считают, что он присутствовал в первые 0,000001 секунды Большого Взрыва.

Представьте себе состояние материи в нашей современной расширяющейся Вселенной. Затем «прокрутите фильм в обратном направлении» в своем уме, представляя, как все галактики становятся все ближе и ближе друг к другу, когда мы оглядываемся назад во времени. Вы могли видеть, что в течение первой микросекунды Большого взрыва все, что мы знаем, было сжато в невообразимо малый объем.

И, возможно, вы также увидите, что те первые микросекунды нашей Вселенной были невероятно горячими и плотными. Именно в это самое раннее время мы находим кварк-глюонную плазму. Видео ниже, от Дона Линкольна из Fermilab, может рассказать больше об этой конкретной плазме.

Продолжайте читать, чтобы узнать, что об этом узнали ученые из Института Нильса Бора.