Космическое пространство. Высота до космоса
Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса
Где начинается Космос?
• Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления, плотность среды 2,7·1019 молекул на см³.• 0,5 км — до этой высоты проживает 80 % населения мира.• 2 км — до этой высоты проживает 99 % населения мира. • 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров.• 5,0 км — 50 % от атмосферного давления на уровне моря.• 5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты (немного ниже вершины горы Эльбрус).• 6 км — граница постоянного обитания человека.• 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть.
• 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком.
• 16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление. Над головой осталось 10 % атмосферы. • 18,9–19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека — закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние телесные жидкости на этой высоте ещё не кипят, поскольку тело генерирует достаточно внутреннего давления, чтобы предотвратить этот эффект, но могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза. • 20 км — верхняя граница биосферы: предел подъёма в атмосферу спор и бактерий воздушными потоками.
• 20 км — потолок тепловых аэростатов (монгольфьеров) (19 811 м).
• 25 км — днём можно ориентироваться по ярким звёздам.• 25—26 км — максимальная высота установившегося полёта существующих реактивных самолётов (практический потолок).• 15—30 км — озоновый слой на разных широтах.• 34,668 км — рекорд высоты для воздушного шара (стратостата), управляемого двумя стратонавтами.• 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде.• 37,65 км — рекорд высоты существующих турбореактивных самолётов (Миг-25, динамический потолок).
• 38,48 км (52 000 шагов) — верхняя граница атмосферы в 11 веке: первое научное определение высоты атмосферы по продолжительности сумерек (араб. учёный Альгазен, 965—1039 гг.).• 39 км — рекорд высоты стратостата, управляемого человеком (Red Bull Stratos).
• 51,694 км — последний пилотируемый рекорд высоты в докосмическую эпоху (Джозеф Уокер на ракетоплане X-15, 30 марта 1961 г.)• 51,82 км — рекорд высоты для газового беспилотного аэростата.• 55 км — атмосфера не воздействует на космическую радиацию.• 40—80 км — максимальная ионизация воздуха (превращение воздуха в плазму) от трения о корпус спускаемого аппарата при входе в атмосферу с первой космической скоростью.• 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами.
• 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, определяющая границу между аэронавтикой и космонавтикой. Аэродинамические поверхности (крылья) начиная с этой высоты не имеют смысла, так как скорость полёта для создания подъёмной силы становится выше первой космической скорости и атмосферный летательный аппарат превращается в космический спутник. Плотность среды на этой высоте 12 миллиардов молекул на 1 см³
• 122 км (400 000 футов) — первые заметные проявления атмосферы во время возвращения на Землю с орбиты: набегающий воздух начинает разворачивать Спейс Шаттл носом по ходу движения, начинается ионизация воздуха от трения и нагрев корпуса. • 150—180 км — высота перигея орбиты первых пилотируемых космических полётов. • 302 км — максимальная высота первого космического полёта (Гагарин Ю.А., Восток-1, 12 апреля 1961 г.)
• 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г.: открытие отражающего радиоволны слоя Эплтона. • ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции
• 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека. • 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90—400 км).
• 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком в долунную эпоху (12 сентября 1966 г., Джемини-11).• 2000 км — атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия. • 12 756 км — мы отдалились на расстояние, равное диаметру планеты Земля. • 27 000 км — наименьшее расстояние от Земли, на котором пролетел заранее (свыше 1 дня) обнаруженный астероид 2012 DA14 диаметром 44 м и массой около 130 тыс. тонн.
• 35 786 км — высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора. В первой половине 20-го эта высота считалась теоретическим пределом существования атмосферы. Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила вращения будет превосходить над притяжением и частички воздуха, вышедшие за эту границу, будут разлетаться в разные стороны.
• ок. 100 000 км — верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась, началось межпланетное пространство• 363 104 — 405 696 км — высота орбиты Луны над Землёй.• 401 056 км — абсолютный рекорд высоты, на которой был человек (Аполлон-13, 14 апреля 1970 г.).
• 21 000 000 км — на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействиеЗемли на пролетающие объекты.• 40 000 000 км — минимальное расстояние от Земли до ближайшей большой планеты Венеры (до Марса 56—58 млн. км).• 149 597 870,7 км — среднее расстояние от Земли до Солнца. Это расстояние служит мерилом расстояний в Солнечной системе и называется астрономическая единица (а. е.).• 4 500 000 000 км — радиус границы околосолнечного межпланетного пространства — радиус орбиты самой дальней большой планеты Нептун.
• 8 230 000 000 км — граница пояса Койпера — пояса малых ледяных планет.• 18 435 000 000 км — расстояние до самого дальнего на сегодня космического аппарата Вояджер-1.
• 9 460 730 472 580, 8 км — световой год — расстояние, которое свет проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.• до 20 000 000 000 000 км (20 трлн. км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — граница Облака Оорта, максимальная дальность существования планет.• 30 856 776 000 000 км — парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения расстояний, равен 3,2616 светового года.• ок. 40 000 000 000 000 км (40 трлн. км, 4,243 св. года) — расстояние до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра• ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система (плотность 300 атомов на 1 дм³).
• ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадриллиона км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря, в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой (50 атомов на 1 дм³).
• ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квдрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь. За его пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик.• ок. 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 км — граница подгруппы Млечного Пути (15 галактик).
• ок. 15 000 000 000 000 000 000 км (15 квинтиллионов км) — граница Местной группы галактик (более 50 галактик).• ок. 1 000 000 000 000 000 000 000 км (1 секстиллион км, 100 млн. св. лет)— граница Местного сверхскопления галактик (Сверхскопления Девы) (около 30 тысяч галактик).• Группа сверхскоплений Кита-Рыб• ок. 435 000 000 000 000 000 000 000 км (435 секстиллионов км, 46 млрд. св. лет) — граница наблюдаемой Вселенной (порядка 500 миллиардов галактик).
kosmopoisk.ks.ua
Космическое пространство — WiKi
В своём изначальном понимании греческий термин «космос» (порядок, мироустройство) имел философскую основу, определяя гипотетический замкнутый вакуум вокруг Земли — центра Вселенной[1]. Тем не менее, в языках на латинской основе и её заимствованиях к одинаковой семантике применяют практический термин «пространство» (так как с научной точки зрения обволакивающий Землю вакуум бесконечен), поэтому в русском и близких ему языках в результате реформенной корректировки родился своеобразный оксюморон «космическое пространство». Слово «космос» - однокоренное со словом «косметика»[2].
Чёткой границы не существует, атмосфера разрежается постепенно по мере удаления от земной поверхности, и до сих пор нет единого мнения, что считать фактором начала космоса. Если бы температура была постоянной, то давление бы изменялось по экспоненциальному закону от 100 кПа на уровне моря до нуля. Международная авиационная федерация в качестве рабочей границы между атмосферой и космосом установила высоту в 100 км (линия Кармана), потому что на этой высоте для создания подъёмной аэродинамической силы необходимо, чтобы летательный аппарат двигался с первой космической скоростью, из-за чего теряется смысл авиаполёта[3][4][5][6].
Астрономы из США и Канады измерили границу влияния атмосферных ветров и начала воздействия космических частиц. Она оказалась на высоте 118 километров, хотя само NASA считает границей космоса 122 км. На такой высоте шаттлы переключались с обычного маневрирования с использованием только ракетных двигателей на аэродинамическое с «опорой» на атмосферу[4][5].
Пространство в Солнечной системе называют межпланетным пространством, которое переходит в межзвёздное пространство в точках гелиопаузы солнцестояния. Вакуум космоса на самом деле не является абсолютным — в нём присутствуют атомы и молекулы, обнаруженные с помощью микроволновой спектроскопии, реликтовое излучение, которое осталось от Большого взрыва, и космические лучи, в которых содержатся ионизированные атомные ядра и разные субатомные частицы. Также есть газ, плазма, пыль, небольшие метеоры и космический мусор (материалы, которые остались от деятельности человека на орбите). Отсутствие воздуха делает космическое пространство (и поверхность Луны) идеальными участками для астрономических наблюдений на всех длинах волн электромагнитного спектра. Доказательством этого являются фотографии, полученные при помощи космического телескопа Хаббл. Кроме того, бесценную информацию о планетах, астероидах и кометах Солнечной системы получают с помощью космических аппаратов.
Как утверждают учёные НАСА, вопреки распространённым представлениям, при попадании в открытый космос без защитного скафандра человек не замёрзнет, не взорвётся и мгновенно не потеряет сознание, его кровь не закипит — вместо этого настанет смерть от недостатка кислорода. Опасность заключается в самом процессе декомпрессии — именно этот период времени наиболее опасен для организма, так как при взрывной декомпрессии пузырьки газа в крови начинают расширяться. Если присутствует хладагент (например, азот), то при таких условиях он замораживает кровь. В космических условиях недостаточно давления для поддержания жидкого состояния вещества (возможны лишь газообразное или твёрдое состояние, за исключением жидкого гелия), поэтому вначале со слизистых оболочек организма (язык, глаза, лёгкие) начнёт быстро испаряться вода. Некоторые другие проблемы — декомпрессионная болезнь, солнечные ожоги незащищённых участков кожи и поражение подкожных тканей — начнут сказываться уже через 10 секунд. В какой-то момент человек потеряет сознание из-за нехватки кислорода. Смерть может наступить примерно через 1-2 минуты, хотя точно это не известно. Тем не менее, если не задерживать дыхание в лёгких (попытка задержки приведёт к баротравме), то 30-60 секунд пребывания в открытом космосе не вызовут каких-либо необратимых повреждений человеческого организма[7].
В НАСА описывают случай, когда человек случайно оказался в пространстве, близком к вакууму (давление ниже 1 Па) из-за утечки воздуха из скафандра. Человек оставался в сознании приблизительно 14 секунд — примерно такое время требуется для того, чтобы обеднённая кислородом кровь попала из лёгких в мозг. Внутри скафандра не возник полный вакуум, и рекомпрессия испытательной камеры началась приблизительно через 15 секунд. Сознание вернулось к человеку, когда давление поднялось до эквивалентного высоте примерно 4,6 км. Позже попавший в вакуум человек рассказывал, что он чувствовал и слышал, как из него выходит воздух, и его последнее осознанное воспоминание состояло в том, что он чувствовал, как вода на его языке закипает.
Журнал «Aviation Week and Space Technology» 13 февраля 1995 г. опубликовал письмо, в котором рассказывалось об инциденте, произошедшем 16 августа 1960 года во время подъёма стратостата с открытой гондолой на высоту 19,5 миль (около 31 км) для совершения рекордного прыжка с парашютом (Проект «Эксельсиор»). Правая рука пилота оказалась разгерметизирована, однако он решил продолжить подъём. Рука, как и можно было ожидать, испытывала крайне болезненные ощущения, и ею нельзя было пользоваться. Однако при возвращении пилота в более плотные слои атмосферы состояние руки вернулось в норму[8].
Космонавт Михаил Корниенко и астронавт Скотт Келли, отвечая на вопросы, сообщили, что нахождение в открытом космосе без скафандра может привести к выходу азота из состава крови, заставив ее, по сути, кипеть[9].
Для того чтобы выйти на орбиту, тело должно достичь определённой скорости. Космические скорости для Земли:
- Первая космическая скорость — 7,9 км/с — скорость для выхода на орбиту вокруг Земли;
- Вторая космическая скорость — 11,1 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Земли и выхода в межпланетное пространство;
- Третья космическая скорость — 16,67 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения Солнца и выхода в межзвёздное пространство;
- Четвёртая космическая скорость — около 550 км/с — скорость для ухода из сферы притяжения галактики Млечный Путь и выхода в межгалактическое пространство. Для сравнения, скорость движения Солнца относительно центра галактики, составляет примерно 220 км/с.
Если же какая-либо из скоростей будет меньше указанной, то тело не сможет выйти на соответствующую орбиту (утверждение верно лишь для старта с указанной скоростью с поверхности Земли и дальнейшего движения без тяги).
Первым, кто понял, что для достижения таких скоростей при использовании любого химического топлива нужна многоступенчатая ракета на жидком топливе, был Константин Эдуардович Циолковский.
ru-wiki.org
Атмосфера и околоземное космическое пространство или немного фактов о высоте
Решение проблем с многоразовым использованием ракеты Falcon-9R
Оригинал взят у apollo_13 в Блок 5 Пожалуй этот фрагмент прес-конференции заслуживает перевода. Наиболее сложные технические элементы…
SpaceX - сделали это!
1. Повторно использовали севшую ранее ступень 2. Вывели спутник на геопереходную орбиту 3. Посадили ступень для следующего использования Итого…
Велика Россия, а стенд построить негде!
Оригинал взят у ___lin___ в Велика Россия, а стенд построить негде! И снова мы хотим странного :) Занимаемся утверждением стратегии и…
Японцы сделали огромный "солнечный парус" для полета к Юпитеру
Цель полета космического аппарата - астероид недалеко от Юпитера... Монтаж тонкопленочных солнечных батарей на парус Длина стороны…
Космический стартап Planet и его инновации
Оригинал взят у voenny в Flock Если написать пост про SkySat, а затем — про Auriga, то образуется незавершенный гештальт: для…
Группа ученых разработала техпроцесс 3D печати лунным и марсианским реголитом
Robust and Elastic Lunar and Martian Structures from 3D-Printed Regolith Inks Adam E. Jakus, Katie D. Koube, Nicholas R. Geisendorfer & Ramille…
Вперед, на Марс!
Последние полеты «Союзов» доказали, что стыковка у нас в руках. Мы можем в 1975 году осуществить запуск пилотируемого спутника Марса двумя…
Трамп не зарезал ракету SLS
В новом фискальном году финансирование NASA урезали всего на 1%, в списки зарезанных задач попали программа Asteroid Redirect Mission, экологические…
Испанская фирма Zero 2 Infinity осуществила тестовый запуск ракеты Bloostar с аэростата
Запуск осуществили с высоты 25 км. Ракета предназначена для запуска миниспутников до 150 кг. на орбиту высотой до 600 км. ЖРД ракеты работает на…
is2006.livejournal.com
