Почему все сгорает в атмосфере: Почему метеориты сгорают в атмосфере, а парашютисты — нет?

С атмосферой Земли происходит непонятное

Наука

Несколько лет назад верхний слой атмосферы Земли — термосфера, где находятся многие космические аппараты, в том числе и МКС, — претерпел рекордное за все время наблюдений сокращение плотности. Объяснить его современная наука пока не может, ученые разве что осторожно предполагают, что никакого влияния на жизнь землян этот катаклизм не окажет.

Смертельная влажность углерода

Сохранение нынешнего уровня выбросов парниковых газов в атмосферу приведёт не только к росту температуры, но и…

12 мая 18:29

С началом космической эры учеными Земли проводятся регулярные исследования атмосферы нашей планеты. Эта газовая оболочка состоит из нескольких слоев. Самый нижний слой атмосферы, тропосфера (его высота достигает 20 км), является наиболее изученным, именно его состояние определяет погоду на Земле, и в нем сконцентрирована подавляющая часть того воздуха, которым мы дышим. До высоты около 50 км простирается стратосфера, где расположен озоновый слой и где за счет различных процессов формируются такие явления, как полярные сияния и зарницы. На высотах с 40—50 до 80—90 км располагается мезосфера — наименее изученный слой атмосферы, поскольку для полета самолетов и других «земных» летательных аппаратов воздух здесь слишком разреженный, а для полета космических аппаратов — слишком плотный. В этом слое сгорает большинство космических частиц, попадающих в поле тяготения Земли, при этом возникает явление «падающей звезды» — метеора.

Океан уточнил кубометры

Американские ученые уточнили количество воды в Мировом океане. Оказалось, что предыдущая оценка, которую в…

19 мая 11:41

Слой, который располагается выше, носит название термосферы и является внешним слоем атмосферы Земли. Именно в нем летает большинство искусственных спутников, также этот слой защищает нашу планету от сильного ультрафиолетового излучения Солнца.

Ученым достаточно давно стало известно, что в зависимости от разного рода причин у термосферы меняются ее границы, плотность и температура, которая на разных высотах может меняться от 200 до 2000 градусов Кельвина.

Но в 2007—2009 годах термосфера оказалась разреженной настолько сильно, что ученые не могут объяснить это известными им фактами.

Об этом свидетельствуют результаты наблюдений, которые представлены в статье в журнале Geophysical Research Letters.

«Солнце просыпается»

В ночь на понедельник по московскому времени в южной части Тихого океана наблюдалось полное солнечное…

12 июля 11:49

Самой существенной причиной изменения термосферы является солнечная активность, но ею, несмотря на современный (и солидно затянувшийся) минимум, можно объяснить только 30 процентов наблюдавшегося сокращения плотности. Еще 10 процентов можно объяснить увеличением количества углекислого газа, который на таких больших высотах оказывает в целом охлаждающий эффект, что также ведет к сокращению плотности термосферы.

Чем объяснить оставшиеся 60 процентов, ученые не знают.

«Мы наблюдаем самое большое, по крайней мере за 43 года, сокращение плотности термосферы, которое на треть превышает расчетные параметры», — заявил ведущий автор работы Джон Эммерт из морской исследовательской лаборатории Наваль.

По его словам, данные изменения вряд ли повлияют на погоду на Земле. Кроме того, простой наблюдатель не сможет зафиксировать это явление, поскольку небо не станет ни ярче, ни темнее. А вот внести коррективы в движение спутников, возможно, придется, поскольку уменьшение плотности означает уменьшение сопротивления при движении аппаратов.

Из-за этого увеличивается вероятность падения на поверхность Земли космического мусора, который просто не будет успевать сгореть в атмосфере.

Комментируя результаты наблюдений американских ученых за термосферой, Фил Уилкинсон из Австралийского метеорологического бюро заявил, что «происходит то, чего наука не понимает».

«Возможно, поменялись структура и состав термосферы, и после выхода солнечной активности из минимума мы об этом узнаем, — говорит ученый. — Возможно, что в термосфере существенную роль играют те факторы, которые мы до этого считали незначительными. Если это так, то тогда термосфера в ближайшее время должна вернуться в обычное состояние».

Исследователи продолжают наблюдать за состоянием термосферы и надеются в ближайшее время понять, чем были вызваны ее столь серьезные изменения.

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Картина дня

Военная операция на Украине. День 318-й

Онлайн-трансляция специальной военной операции на Украине — 318-й день

Колесный танк из Парижа, ЗРК из Рима. Какую технику ждет Киев в ближайшее время

Пушков допустил столкновение России и НАТО после обещания Макрона поставки Украине AMX-10RC

«Поставить на место» Пекин, ограничить помощь Киеву. Что пообещал новый спикер нижней палаты США

Палата представителей США избрала новым спикером Кевина Маккарти с 15-й попытки

Посол Украины в Великобритании Пристайко: Киев теряет людей «направо и налево»

Минобороны РФ сообщило о продолжении режима прекращения огня в зоне СВО и обстрелах ВСУ

Медведев прокомментировал долгое избрание нового спикера Палаты представителей США

Умер сотрудничавший с Земфирой и «Арией» продюсер Владимир Овчинников

Новости и материалы

МВД: шесть человек пострадали в ДТП на трассе Новороссийск — Керченский пролив

Лидера Little Big Прусикина раскритиковали в сети за катание на скейтборде в виде креста

Создан карандаш для рисования на сенсорных экранах и бумаге

Главный тренер «Манчестер Юнайтед» Тен Хаг раскритиковал трансферы клуба

Джеймс Кэмерон заявил, что снимет продолжение «Аватара» после успеха второй части

РИА Новости: российские бойцы уничтожили опорный пункт противника на Сватовском участке

РЕН ТВ: задушившая 10-летнюю дочь поясом от халата россиянка оставила предсмертную записку

SRG: Сочи стал единственным крупным городом, в котором цены на «вторичное» жилье упали в 2022 году

Экс-глава МО Молдавии Маринуца: страна должна углубить отношения с НАТО ради безопасности

Bloomberg: конфликт на Украине спровоцировал рост инвестиций в военные стартапы

Неадекватный мужчина набросился с ножом на прохожего в Петербурге

Олимпийский чемпион Ковалев предпочел бы взять в свою команду Гретцки, а не Овечкина

Кадыров назвал небылицами информацию о гибели чеченских командиров в зоне СВО

Bloomberg: Минфин США предостерег зарубежные банки от санкционных «перегибов»

Арменпресс: Турция строит военную базу на горе Арарат

Технические проблемы вынудили Apple отложить анонс устройства смешанной реальности

Падение автомобиля на лед Фонтанки попало на видео

В нескольких областях Украины была объявлена воздушная тревога

Все новости

Алкоголь, фаст-фуд и соблазнительная одежда: что можно и что нельзя делать в Рождество

Что дарить на Рождество, почему алкоголь не является грехом и другие неочевидные ответы на религиозные вопросы

Тест: Побивание царя и жертвоприношения: как праздновали Новый год в разных культурах мира

Пройдите тест на знание новогодних традиций разных народов и эпох

Тест-драйв Chery Omoda С5: вместо Volkswagen Tiguan

Как ведет себя на дороге новый китайский кроссовер Omoda С5

Tetris, танцы и симулятор фермера. Какими еще бывают киберспортивные чемпионаты

Tetris, Farming Simulator, Just Dance и другие необычные киберспортивные игры

Снегурочка-проститутка, похмельный Дед Мороз и осколок в пояснице. 5 историй от аниматоров

Деды Морозы и Снегурочки рассказали о казусах на работе

«Свобода слова в свободном падении». Киселев и Бутина вышли на пикет в Москве

Депутат Бутина заявила, что акция в поддержку журналиста Касема была согласованной

Как в России встретили православное Рождество

«Потерял ощущение дома». Куда переехали российские блогеры и стримеры

Где сейчас живут блогеры, покинувшие Россию после начала военной операции на Украине

«Желаю себе и всем хорошо умереть»: как русские писатели относились к Новому году

Как Толстой, Чехов, Пушкин и Ахматова встречали Новый год

«Больше войн — больше разрушений». В Анкаре ожидают обострения конфликта на Украине

Пресс-секретарь Эрдогана считает, что ситуация на Украине обострится в ближайшие месяцы

«Они понимают только грубую силу». Киев отказался от перемирия на Рождество

Дмитрий Медведев сурово отреагировал на отказ Украины от предложенного перемирия

Старый новый Бодун. Как пережить посленовогоднее похмелье

Специалист по «алкогольным генам» Боринская объяснила, чем похмелье отличается от отравления

Критикует правительство, готовит шоу для ТВ: как сложилась жизнь 85-летнего Адриано Челентано

Как сейчас выглядит и чем занимается 85-летний Адриано Челентано

Ученые раскрыли секрет взрывов метеоритов в атмосфере Земли

Тема дня

  1. Главная

  2. Технологии

11 декабря, 2017, 17:46

Распечатать

Материя метеоритов взаимодействует с областями высокого и низкого давления в окружающем их воздухе.

  • Вам также будет интересно

    >

    • Хакерская Cold River из РФ атаковала 3 ядерные исследовательские лаборатории в США

      04:10

    • Ученых, определивших сроки падения «динозаврового астероида», обвинили в фальсификации

      06.01 19:15

    • ASUS анонсировала ноутбук с 3D-экраном, для которого не нужны очки

      06. 01 18:05

    • На Солнце произошла мощная вспышка, и Земля может оказаться «на линии огня»

      06.01 15:59

    • Астероид, с которым столкнулся DART, немного напоминает конфету – ученые

      06.01 15:14

    • COVID-19 влияет на сон и даже сновидения человека – ученые

      06. 01 13:45

    • Тайвань планирует создать собственный аналог Starlink на случай атаки Китая – FT

      06.01 11:56

    • Curiosity нашел на Марсе опал, и это возможный источник воды для астронавтов

      05.01 19:58

    • Студент создал программу для выявления текстов, написанных искусственным интеллектом

      05. 01 18:55

    • Microsoft планирует интегрировать чат-бот ChatGPT в свою поисковую систему – Bloomberg

      05.01 14:07

    • Жаркий январь: в Европе установлены температурные рекорды

      05.01 12:59

    • Федорова назвали цифровым новатором года по версии Future of Government Awards

      05. 01 12:15

Последние новости

  • Министры юстиции соберутся в Лондоне, чтобы помочь МУС расследовать военные преступления РФ в Украине

    15:16

  • Пограничники остановили атаку оккупантов под Бахмутом: ликвидирован командир

    14:40

  • Президент Европарламента выступает за передачу Украине танков Leopard

    14:40

  • Обесценивание гривни: НБУ запланировал остановить «печатный станок», но банки должны помочь

    14:24

  • Финляндия готовит новую партию военной помощи для Украины — министр обороны

    14:10

Все новости

Добро пожаловать!
Регистрация
Восстановление пароля
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль

Забыли пароль?
Войти

Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры
Введенный e-mail содержит ошибки

Зарегистрироваться

Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы
Введенный e-mail содержит ошибки
Данный e-mail уже существует
У поля Имя и фамилия нет ошибок
У поля E-mail нет ошибок

Напомнить пароль

Введенный e-mail содержит ошибки

Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Уже зарегистрированы? Войдите!
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!

}

частей атмосферы | Национальное географическое общество

Мы живем на дне невидимого океана, называемого атмосферой, слоя газа, окружающего нашу планету. Азот и кислород составляют 99 процентов газов в сухом воздухе, при этом аргон, углекислый газ, гелий, неон и другие газы составляют ничтожную часть. Водяной пар и пыль также входят в состав атмосферы Земли. У других планет и лун совсем другая атмосфера, а у некоторых вообще нет атмосферы.

Атмосфера настолько растянута, что мы едва ее замечаем, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров (34 фута), покрывающему всю планету. Нижние 30 километров (19миль) атмосферы содержит около 98 процентов ее массы. Атмосфера — воздух — намного тоньше на больших высотах. В космосе нет атмосферы.

Ученые говорят, что многие газы в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было бы мало или совсем не было бы свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (для образования углекислого газа) или водород (для образования воды).

Свободный кислород мог быть добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно, бактериями, во время фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, который растения или другие автотрофы используют для получения пищи и кислорода из углекислого газа и воды. Позже более сложные формы растительной жизни добавили в атмосферу больше кислорода. На накопление кислорода в сегодняшней атмосфере, вероятно, ушли миллионы лет.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, не пропускающий большую часть ультрафиолетового излучения и пропускающий солнечные лучи. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ и вызывает солнечные ожоги. Солнечное тепло, с другой стороны, необходимо для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От земли к небу выделяют слои тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. За экзосферой находится космическое пространство. Границы между слоями атмосферы четко не определены и меняются в зависимости от широты и времени года.

Тропосфера

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы. В среднем тропосфера простирается от земли до примерно 10 километров (шести миль) в высоту, от примерно 6 километров (четырех миль) на полюсах до более 16 километров (10 миль) на экваторе. Верхняя часть тропосферы летом выше, чем зимой.

Почти вся погода развивается в тропосфере, потому что она содержит почти весь водяной пар атмосферы. Облака, от низинного тумана до грозовых до высокогорных перистых, формируются в тропосфере. Воздушные массы, области систем высокого и низкого давления, перемещаются ветрами в тропосфере. Эти погодные системы приводят к ежедневным изменениям погоды, а также к сезонным погодным условиям и климатическим системам, таким как Эль-Ниньо.

Воздух в тропосфере истончается по мере увеличения высоты. Например, на вершине горы Эверест в Непале меньше молекул кислорода, чем на пляже на Гавайях. Вот почему альпинисты часто используют баллоны с кислородом при восхождении на высокие вершины. Разреженный воздух также является причиной того, что вертолетам трудно маневрировать на больших высотах. На самом деле, вертолет не мог приземлиться на Эверест до 2005 года.

По мере того, как воздух в тропосфере истончается, температура падает. Вот почему горные вершины обычно намного холоднее, чем долины под ними. Раньше ученые думали, что температура продолжает падать по мере увеличения высоты за пределами тропосферы. Но данные, собранные с помощью метеозондов и ракет, показали, что это не так. В нижней стратосфере температура остается почти постоянной. По мере увеличения высоты в стратосфере температура фактически увеличивается.

Солнечное тепло легко проникает в тропосферу. Этот слой также поглощает тепло, которое отражается от земли в процессе, называемом парниковым эффектом. Парниковый эффект необходим для жизни на Земле. Наиболее распространенными парниковыми газами в атмосфере являются углекислый газ, водяной пар и метан.

Быстрые высотные ветры, называемые струйными течениями, кружатся вокруг планеты вблизи верхней границы тропосферы. Реактивные потоки чрезвычайно важны для авиационной отрасли. Самолеты экономят время и деньги, летая в струйных течениях, а не в нижней тропосфере, где воздух плотнее.

Стратосфера
Тропосфера имеет тенденцию меняться внезапно и бурно, но стратосфера спокойна. Стратосфера простирается от тропопаузы, верхней границы тропосферы, примерно до 50 километров (32 миль) над поверхностью Земли.

В стратосфере дуют сильные горизонтальные ветры, но турбулентность небольшая. Это идеально подходит для самолетов, которые могут летать в этой части атмосферы.

Стратосфера очень сухая, а облака редки. Те, что образуются, тонкие и тонкие. Их называют перламутровыми облаками. Иногда их называют перламутровыми облаками, потому что их цвета похожи на те, что внутри раковины моллюска.

Стратосфера имеет решающее значение для жизни на Земле, потому что она содержит небольшое количество озона, формы кислорода, которая предотвращает попадание вредного ультрафиолетового излучения на Землю. Область в стратосфере, где находится эта тонкая оболочка озона, называется озоновым слоем. Озоновый слой стратосферы неравномерен и тоньше у полюсов. Количество озона в атмосфере Земли неуклонно снижается. Ученые связывают использование химических веществ, таких как хлорфторуглероды (ХФУ), с разрушением озонового слоя.

Мезосфера

Мезосфера простирается от стратопаузы (верхней границы стратосферы) до примерно 85 километров (53 миль) над поверхностью Земли. Здесь температура снова начинает падать.

В мезосфере самые низкие температуры в атмосфере, опускающиеся до -120 градусов по Цельсию (-184 градуса по Фаренгейту или 153 кельвина). Мезосфера также имеет самые высокие облака атмосферы. В ясную погоду их иногда можно увидеть в виде серебристых клочков сразу после захода солнца. Их называют серебристыми облаками или светящимися ночью облаками. Мезосфера настолько холодна, что серебристые облака на самом деле представляют собой замороженный водяной пар — ледяные облака.

Падающие звезды — огненное выгорание метеоров, пыли и камней из космоса — видны в мезосфере. Большинство падающих звезд размером с песчинку и сгорают, прежде чем войти в стратосферу или тропосферу. Однако некоторые метеоры имеют размер гальки или даже валуна. Их внешние слои сгорают, когда они мчатся через мезосферу, но они достаточно массивны, чтобы провалиться сквозь нижние слои атмосферы и упасть на Землю в виде метеоритов.

Мезосфера — наименее изученная часть атмосферы Земли. Это слишком высоко для полета самолетов или метеозондов, но слишком низко для космических кораблей. Зондирующие ракеты предоставили метеорологам и астрономам единственные важные данные об этой важной части атмосферы. Ракеты-зонды — это беспилотные исследовательские инструменты, которые собирают данные во время суборбитальных полетов.

Возможно, из-за того, что мезосфера так мало изучена, в ней обитают две метеорологические загадки: духи и эльфы. Спрайты — это красноватые вертикальные электрические разряды, которые появляются высоко над грозовыми тучами, в верхних слоях стратосферы и мезосферы. Эльфы — это тусклые галообразные разряды, которые появляются еще выше в мезосфере.

Ионосфера

Ионосфера простирается от верхней половины мезосферы до экзосферы. Этот атмосферный слой проводит электричество.

Ионосфера названа в честь ионов, создаваемых энергичными частицами солнечного света и космоса. Ионы — это атомы, в которых количество электронов не равно количеству протонов, что придает атому положительный (меньше электронов, чем протонов) или отрицательный (больше электронов, чем протонов) заряд. Ионы создаются как мощные рентгеновские лучи, а ультрафиолетовые лучи выбивают электроны из атомов.

Ионосфера — слой свободных электронов и ионов — отражает радиоволны. Гульельмо Маркони, «отец беспроводной связи», помог доказать это в 1901, когда он отправил радиосигнал из Корнуолла, Англия, в Сент-Джонс, Ньюфаундленд, Канада. Эксперимент Маркони показал, что радиосигналы не распространяются по прямой линии, а отражаются от атмосферного слоя — ионосферы.

Ионосфера разбита на отдельные слои, называемые слоями D, E, F1 и F2. Как и все другие части атмосферы, эти слои меняются в зависимости от времени года и широты. Изменения в ионосфере на самом деле происходят ежедневно. Нижний слой D, который поглощает высокочастотные радиоволны, и слой E фактически исчезают ночью, а это означает, что радиоволны могут проникать выше в ионосферу. Вот почему AM-радиостанции могут каждую ночь увеличивать радиус действия на сотни километров.

Ионосфера также отражает частицы солнечного ветра, поток высокозаряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Эти электрические дисплеи создают полярные сияния (световые дисплеи), называемые северным и южным сиянием.

Термосфера

Термосфера — самый толстый слой атмосферы. Здесь встречаются только самые легкие газы, в основном кислород, гелий и водород.

Термосфера простирается от мезопаузы (верхняя граница мезосферы) до 690 километров (429 миль) над поверхностью Земли. Здесь тонкорассеянные молекулы газа поглощают рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Этот процесс поглощения разгоняет молекулы в термосфере до больших скоростей и высоких температур. Температура в термосфере может достигать 1500 градусов по Цельсию (2732 градуса по Фаренгейту или 1773 градуса по Кельвину).

Хотя температура очень высокая, тепла немного. Как это возможно? Тепло создается, когда молекулы возбуждаются и передают энергию от одной молекулы к другой. Тепло возникает в области высокого давления (представьте себе кипящую воду в кастрюле). Поскольку в термосфере очень мало давления, теплопередача незначительна.

Космический телескоп Хаббл и Международная космическая станция (МКС) вращаются вокруг Земли в термосфере. Несмотря на то, что термосфера является вторым по высоте слоем атмосферы Земли, работающие здесь спутники находятся на «низкой околоземной орбите».

Экзосфера

Область колебаний между термосферой и экзосферой называется турбопаузой. Самый нижний уровень экзосферы называется экзобазой. На верхней границе экзосферы ионосфера сливается с межпланетным пространством, или пространством между планетами.

Экзосфера расширяется и сжимается при соприкосновении с солнечными бурями. В солнечных бурях частицы выбрасываются в космос в результате взрывных явлений на Солнце, таких как солнечные вспышки и корональные выбросы массы (CME).

Солнечные бури могут сжать экзосферу всего до 1000 километров (620 миль) над Землей. Когда солнце спокойно, экзосфера может простираться на 10 000 километров (6 214 миль).

Водород, самый легкий элемент во Вселенной, доминирует в тонкой атмосфере экзосферы. Присутствуют только следовые количества гелия, углекислого газа, кислорода и других газов.

Многие метеорологические спутники вращаются вокруг Земли в экзосфере. Нижняя часть экзосферы включает низкую околоземную орбиту, а средняя околоземная орбита находится выше в атмосфере.

Верхняя граница экзосферы видна на спутниковых снимках Земли. Геокорона — это нечеткое голубое свечение, которое окружает Землю.

Внеземные атмосферы

Все планеты в нашей Солнечной системе имеют атмосферы. Большинство этих атмосфер радикально отличаются от земных, хотя и содержат многие из тех же элементов.

В Солнечной системе есть два основных типа планет: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) и газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Атмосферы планет земной группы чем-то похожи на земные. Атмосфера Меркурия содержит только тонкую экзосферу, в которой преобладают водород, гелий и кислород. Атмосфера Венеры намного толще земной, что препятствует четкому обзору планеты. В его атмосфере преобладает углекислый газ, а также клубящиеся облака серной кислоты. В атмосфере Марса также преобладает углекислый газ, хотя, в отличие от Венеры, она довольно разреженная.

Газовые гиганты состоят из газов. Их атмосферы почти полностью состоят из водорода и гелия. Присутствие метана в атмосферах Урана и Нептуна придает планетам ярко-синий цвет.

В нижних слоях атмосферы Юпитера и Сатурна облака воды, аммиака и сероводорода образуют четкие полосы. Быстрые ветры отделяют светлые полосы, называемые зонами, от темных полос, называемых поясами. Другие погодные явления, такие как циклоны и молнии, создают закономерности в зонах и поясах. Большое красное пятно Юпитера — циклон с многовековой историей, крупнейший шторм в Солнечной системе.

Спутники некоторых планет имеют собственную атмосферу. Самый большой спутник Сатурна, Титан, имеет плотную атмосферу, состоящую в основном из азота и метана. То, как солнечный свет разрушает метан в ионосфере Титана, помогает придать Луне оранжевый цвет.

Большинство небесных тел, включая все астероиды в поясе астероидов и нашу собственную Луну, не имеют атмосфер. Отсутствие атмосферы на Луне означает, что на ней не бывает погоды. Без ветра или воды, которые могли бы их разрушить, многие кратеры на Луне существуют уже сотни и даже тысячи лет.

То, как устроена атмосфера небесного тела и из чего она состоит, позволяет астробиологам строить предположения о том, какую жизнь может поддерживать планета или луна. Таким образом, атмосферы являются важными маркерами в исследовании космоса.

Атмосфера планеты или луны должна содержать определенные химические вещества для поддержания жизни, какой мы ее знаем. Эти химические вещества включают водород, кислород, азот и углерод. Хотя Венера, Марс и Титан имеют схожие атмосферные газы, нигде в Солнечной системе, кроме Земли, нет атмосферы, способной поддерживать жизнь. Атмосфера Венеры слишком плотная, Марса слишком тонкая, а Титан слишком холодный.

Краткий факт

Ингредиенты для жизни
Ученые собрали достаточно информации о других планетах нашей Солнечной системы, чтобы понять, что ни одна из них не может поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Жизнь невозможна без стабильной атмосферы, содержащей нужные химические ингредиенты для живых организмов: водород, кислород, азот и углерод. Эти ингредиенты должны быть сбалансированы — не слишком густые и не слишком жидкие. Жизнь также зависит от наличия воды.

Атмосферы Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна состоят в основном из водорода и гелия. Эти планеты называют газовыми гигантами, потому что они в основном состоят из газа и не имеют твердой внешней коры.

На Меркурии и Марсе есть нужные компоненты, но их атмосферы слишком разрежены для жизни. Атмосфера Венеры слишком плотная — температура поверхности планеты превышает 460 градусов по Цельсию (860 градусов по Фаренгейту).

Спутник Юпитера Европа имеет разреженную атмосферу, богатую кислородом. Вероятно, он покрыт огромным океаном жидкой воды. Некоторые астробиологи считают, что если жизнь и будет развиваться где-то еще в Солнечной системе, то она будет вблизи жерл на дне океана Европы.

Краткий факт

Магнитосфера
Магнитосфера Земли не считается частью атмосферы. Магнитосфера, образованная магнитными полями Земли, защищает атмосферу, не давая ей сдуться мощным солнечным ветром.

Краткий факт

Атмосферная орбита
Хотя Международная космическая станция вращается в термосфере, большинство спутников вращаются вокруг Земли за пределами ее атмосферы. Спутники GPS, например, находятся на орбите на высоте более 20 000 километров (12 400 миль) над Землей.

Статьи и профили

НАСА: Атмосфера Земли Лаборатория визуализации окружающей среды NOAA: Реки в атмосфереНациональная географическая наука: Планета Земля, объяснениеНАСА: Атмосфера MODIS

Почему космический корабль Virgin не сгорел в атмосфере, когда вернулся из космоса?

В воскресенье, 11 июля 2021 года, миллиардер-владелец компании Virgin Galactic Ричард Брэнсон совершил первый в истории туристический космический полет. Брэнсон с пятью другими друзьями достиг высоты 88 километров, верхней границы атмосферы, и оставался там четыре минуты. Космический корабль был поднят на высоту 50 000 футов на самолете и выпущен в атмосферу, затем он активировал ракетные двигатели, которые подняли его на вершину атмосферы. Все это время пассажиры находились в невесомости, после чего начали возвращение на Землю, пока не приземлились. Но этот космический корабль сильно отличался от предыдущих космических челноков, которые летали в космос и шли по круговой траектории вокруг Земли. Он не был прикреплен к ракете и не был оснащен керамическими экранами, предохраняющими его от огромного трения, создаваемого при входе в атмосферу Земли, а его общий вес был значительно меньше веса обычных космических кораблей. Он был оборудован семнадцатью иллюминаторами и имел стандартную аэродинамическую форму самолета. Он поднимался на спине самолета, который обычным образом взлетал с аэродрома, а не со стартовой площадки, при этом его общая стоимость была несравненно меньше стоимости обычного космического корабля. Так как же могло случиться, что этот космический корабль так легко пробился в космос и не сгорел при повторном входе в атмосферу? Чтобы понять, что произошло во время полета, нам нужно рассмотреть несколько аспектов:

  1.     Космический корабль на самом деле не вышел в открытый космос и не покинул гравитацию Земли. Чтобы выйти в открытый космос и не «упасть» обратно в земное притяжение, или, другими словами, освободиться от земного притяжения, должны произойти две вещи. Сначала вам нужно достичь гораздо большей высоты, чем та, на которую поднялся космический корабль Virgin. Спутники, например, вращаются вокруг нашей планеты на расстоянии от 150 до 2000 километров. Во-вторых, тело, которое должно оставаться в космосе на заданном расстоянии, не падая обратно на Землю, должно выходить на околоземную орбиту с очень высокой скоростью, почти восемь километров в секунду (28 000 километров в час). Это настолько высокая скорость, что она создает центробежную силу, противодействующую центростремительной силе вращения Земли и гравитации, и создает баланс, который удерживает космический корабль на его орбите на заданной высоте. Если он замедлится, центростремительная сила станет сильнее, и космический корабль будет продолжать двигаться к Земле, пока не разобьется или не сгорит. Космический корабль Брэнсона «выстрелил» со скоростью 3 Маха, около 3670 километров в час. Он летел прямо вверх, пока его скорость не была отрегулирована, и он не упал обратно на Землю.
  2. Когда космический корабль, вращающийся вокруг Земли на высокой скорости, входит в верхние слои атмосферы на высоте 100 километров, трение о воздух значительно повышает температуру его конструкции, иногда до 3000 градусов по Цельсию. Такая высокая температура может привести к тому, что космический корабль развалится и сгорит, прежде чем он достигнет земли. Чтобы снова войти в атмосферу, не причинив вреда космическому кораблю или его пассажирам, необходимо выполнить несколько условий. Первоначально он должен войти в атмосферу под углом 45 градусов. Если угол меньше, космический корабль может быть выброшен обратно в открытый космос. Если угол больше 45 градусов, космический корабль слишком сильно нагреется и распадется, как астероид. Чтобы как-то справиться с этими высокими температурами, к космическому кораблю нужно прикрепить керамические плитки, устойчивые к высокой температуре, но их вес невероятно огромен. Следовательно, потребуется много энергии, чтобы поднять космический корабль над атмосферой. Поскольку космический корабль Virgin достиг скорости только в 3 Маха, его возвращение на Землю не привело к чрезмерно высокому трению, которое создает экстремальные температуры, способные подвергнуть опасности корабль.
  3. Почему невозможно затормозить скорость космического корабля в открытом космосе до того, как он войдет в атмосферу Земли? Это связано с использованием очень мощных дополнительных ракетных двигателей, которым требуется много топлива, которое также необходимо поднять над атмосферой. Это создает ситуацию, когда космический корабль будет слишком тяжелым, чтобы вырваться из-под притяжения. Поэтому, чтобы уменьшить скорость космического корабля, для замедления транспортного средства используется само трение. Трение об атмосферу замедляет космический корабль, явление, известное как «атмосферные тормоза». Это случай нахождения баланса между трением и теплом с одной стороны и скоростью с другой, пока транспортное средство не приземлится, по крайней мере, не выше скорости приземляющегося самолета. Поскольку космический корабль Брэнсона на самом деле не вышел из-под контроля Земли, вся эта процедура стала ненужной, и он просто летел обратно на Землю, как реактивный истребитель, пока не достиг нужного аэропорта.

 

Чтобы летать на космическом корабле, освободиться от притяжения Земли и достичь других звезд, нам придется создать новые средства полета, основанные не на обычном топливе на нашей планете, а на новый мощный источник энергии, очень легкий и неисчерпаемый, который позволит достичь большой высоты и медленно крейсерствовать, а также быстро без трения летать в космическом пространстве. Такой источник энергии пока неизвестен человеку.

 

Virgin Galactic во второй раз за десять недель отправится в космос с тремя пассажирами на борту