Сколько километров до космоса: что такое космос и на какой высоте от земли он начинается

Что такое космос и где он начинается

Слово «космос» возникло в Древней Греции. В переводе это означало порядок, строй, покой. Вселенная рассматривалась как противоположность хаоса и груды материи. Впоследствии концепция трансформировалась. Современная наука называет космос пространством за пределами газовых оболочек небесных тел. Атмосфера Земли — это область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей в целом.

Чтобы научно определить начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.

Газовая оболочка Земли характеризуется ярко выраженной слоистостью из 5 сфер.

Тропосфера обнаруживается сначала с поверхности земли. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Его высота колеблется от 8-10 км на полюсе до 16-18 км в тропиках.

Тропосфера Земли
Земная тропосфера — это первая сфера от поверхности Земли. Предоставлено: NASA Solar System Exploration.

Вторая оболочка называется стратосферой. Начинается с 8-16 и заканчивается 50-55 км от поверхности земли. В диапазоне 20-30 проходит озоновый слой, который защищает все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. Из-за их поглощения озоном воздух нагревается.

Кроме того, до высоты 80 км мезосфера простирается. С увеличением расстояния температура падает до -90 ° C.

Термосфера расположена от него на уровне 500 км. Газовый состав термосферы подобен составу поверхности, но кислород переходит в атомарное состояние.

Между слоями атмосферы образуются переходные слои: тропопауза, стратопауза, мезопауза, термопауза.

Самый высокий и самый разреженный слой атмосферы — экзосфера. Он состоит из ионизированного газа (плазмы). Здесь частицы могут свободно перемещаться в межпланетном пространстве. Масса экзосферы в 10 миллионов раз меньше массы атмосферы. Нижняя граница начинается с высоты 450 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.

Таким образом, согласно его научному определению, космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое с Землей.

Слои атмосферы
Слои атмосферы Земли.

Чему равна первая космическая скорость?

Речь идет о минимальной скорости объекта на круговой орбите вокруг Земли — 7,9 км / с. Преодолеть гравитацию нашей планеты будет недостаточно, поэтому есть вторая космическая скорость.

Теперь вы знаете, что для того, чтобы рассчитать, как долго лететь в космосе, важно учитывать множество факторов, в частности эффективность используемого топлива и пункт назначения.

Значение слова

Если говорить о том, какое значение может иметь этот термин, то следует вспомнить философское определение, подразумевающее определенный порядок мироустройства. Ссылаясь на понимание древних ученых и воспринимая термин «пространство» как пространство вокруг центра мира, вообще нет смысла спорить о том, как далеко оно находится, потому что это вся область вокруг Земли.

Звезды над Землей
Звездное небо

Научное определение состоит в том, что это пустое пространство за пределами атмосферы. Это значит, что решение проблемы, на каком расстоянии он находится, кроется не в технических возможностях шаттла и не в кипении жидкостей у человека, а в тех пределах, где начинается открытый космос и полное отсутствие атмосферы.

Существование условных линий, также определенных авторитетными земными организациями, не означает, что это расстояние от поверхности Земли есть реальное расстояние от космоса, которым заполнены безграничные и бесконечные или ограниченные области между атмосферами небесных тел:

  • 100 км — граница атмосферного слоя, способного отражать радиоволны. В некоторых средах это считается границей между ближним космосом и земной атмосферой;
  • в официальной демаркации начинается линия Кармана, где требуется первая космическая скорость, чтобы преодолевать расстояния;
  • зарегистрированная почти сто лет назад, граница атмосферы была определена исследователями на высоте 320 км. Причиной тому послужило открытие слоя Апплтона — конца ионосферы;
  • в 1950 г зарегистрированная граница атмосферы составляла 1300 км. И, судя по этому параметру, точное расстояние составляет ровно 1300 км, но «Джемини-11», достигнув высоты 1372 км, тоже поставили под сомнение эту цифру;
  • в начале прошлого века предполагаемым пределом атмосферы считалось 80 тыс км, и это было почти правильно, потому что именно на этом расстоянии начинается интенсивное воздействие Солнца на экзосферу;
  • на расстоянии 90 000 км или 90 000 000 метров возникает ударная волна, в которой встречаются солнечный ветер и магнитосфера Земли.

Расстояния от Солнца
Расстояния от Солнца до планет

Осталось только решить, какую цифру принять как должное.

И таким образом решить проблему максимального удаления из космоса. Оказывается, появление магнитного поля Земли сделало этот аргумент переменным — от 100 до 120 000 километров, потому что эта площадь колеблется как раз в этих пределах.

Если не связывать это с определенными обстоятельствами и процессами во Вселенной, удаленность от космоса смело можно считать концом атмосферы на высоте 144000 километров.

Расстояние от Солнца
Солнечный свет

Примерное определение дистанции

Нет единого научного мнения, на каком расстоянии от Земли начинается космос. Ученые формируют свои тесты на основе различных физических параметров.

Есть идея, что космос начинается после того, как исчезает гравитационное влияние Земли — на расстоянии 21 миллиона км.

На высоте 18,9-19,35 км, при температуре человеческого тела, вода закипает. То есть для организма пространство начнется по линии Армстронга. После того, как в 1957 году первый искусственный спутник Земли исследовал космическое пространство, возникло понятие «ближний космос» (от 20 до 100 км).

В 1950-х годах исследователь Теодор фон Карман обнаружил, что в 100 км от Земли полет для создания лифта достигает момента первой космической скорости (7,9 м / с). Самолет не нуждается в крыльях и превращается в спутник Земли.

Американские и канадские ученые, измерив границу влияния атмосферных ветров и начало падения космических частиц на высоте 118 км, предложили определять космическое пространство по этой величине.

Гравитационное поле Земли
Гравитационное поле Земли простирается на 21 миллион км, после чего начинается космос. Кредит: pages.uoregon.edu.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства правительства США обнаружило расстояние в 122 км, на котором шаттлы перешли с маневрирующих двигателей на аэродинамические. И ВВС узаконили ограничение в 80,45 км.

В 1979 году СССР предлагал рассматривать пространственную границу выше 100-110 км.

Время полета до станции в космосе

Лететь на МКС можно за 6 часов. Раньше время в пути составляло 2 дня, а вскоре будет сокращено до 1,5 часов.

Сколько времени занимает полет до Луны?

Расстояние от нашей планеты до Луны — 380-400 тысяч км. Среднее время полета составляет 3-5 дней. Продолжительность напрямую зависит от космического корабля и его скоростных возможностей. Например, спутник со скоростью 58 тыс. Км / ч совершил полет к Луне за 8 часов 35 минут. В настоящее время разрабатываются мощные двигатели и различные модификации космических аппаратов, которые в конечном итоге позволят сократить время полета.

Корабль на Луне

Межпланетная среда

Фотография межпланетной среды над Землей
Фотография межпланетной среды над Землей

Эта среда представляет собой совокупность веществ и полей в межпланетном пространстве. В Солнечной системе он состоит из:

  • магнитное поле;
  • космические лучи;
  • нейтральный газ;
  • пыль;
  • электромагнитное излучение;
  • солнечный ветер.

Последний компонент преобладает в межпланетной среде, так как звезда испускает в космос большое количество ионизированных частиц.

Межгалактическая звезда

Светила, не входящие в состав галактик, называются межгалактическими звездами. Первые объекты такого типа были обнаружены во второй половине 1990-х годов. Считается, что они образовались из-за столкновения галактик или при приближении двойной звезды к черной дыре. В последнем случае одно из светильников «стреляет» сбоку и перемещается на большое расстояние.

Большое количество таких звезд найдено в скоплении Девы. Их количество составляет порядка одного триллиона. Также найдено 675 звезд в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них — красные гиганты, и состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, а затем переместились к ее границе.

Чем космос отличается от Вселенной

Карта видимых границ Вселенной
Карта видимых границ Вселенной

достаточно сложно установить четкое различие между этими понятиями, поскольку они могут означать разные вещи в данном контексте.

В современном мире огромное пространство, которое начинается сразу после земной атмосферы, ошибочно принимают за космос. Содержит планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для дополнительного удобства пространство разделено на ближний космос, который можно исследовать с помощью современных спутников и устройств, и дальний космос, добраться до которого пока невозможно.

Вселенная означает не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии человек также является ее частью. Также есть мнение, что космос существовал всегда и Вселенная возникла во время Большого взрыва.

Почему космос черный?

Изображение космоса, видимое человеческим глазом
Изображение космоса, видимое человеческим глазом

Хотя в космосе есть много звезд, излучающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг него неограниченно, а объекты, которые оно содержит, статичны, человек должен видеть звездный свет в любом месте космоса. Однако его глаза распознают только маленькие точки на черном фоне. Оказывается, у пространства есть границы. А в 1920-х Эдвин Хаббл продемонстрировал, что галактики постепенно перемещаются и удаляются друг от друга. На основе его выводов возникла теория Большого взрыва.

Объясните, почему пространство черное. Галактики и звезды удаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает достичь точки, из которой производится наблюдение. А когда человек смотрит на черную область в космосе, то там тоже есть звезды, он их просто не видит. Ведь свет от них не успевает до нее добраться.

Официальное расстояние от поверхности земли до космоса

Страны расходятся во мнениях относительно того, где заканчивается воздушное пространство. Это связано с проблемой установления высотного предела государственного суверенитета.

В своей практике государства придерживаются правила, согласно которому свободно летающие объекты на орбите с самым низким перигеем попадают в пределы свободы исследования и использования космического пространства, то есть в открытом космосе.

FAI (Международная авиационная федерация) фиксирует полет как космический, начиная с линии Карман (100 км). В таком интервале от планеты аппарат может совершить полный орбитальный оборот вокруг Земли, после чего начинает входить в плотные слои атмосферы, замедляться и падать.

Международное космическое право основано на следующих принципах:

  1. В космосе нет государственных линий.
  2. Исследование космоса осуществляется в интересах всего человечества в соответствии с международным правом, включая Устав Организации Объединенных Наций.
  3. запрещается размещать в космосе оружие массового поражения.
  4. Искусственные космические объекты находятся под юрисдикцией государства, запустившего их.
  5. Страны учитывают взаимные интересы, проводят консультации.
  6. Астронавты — посланники человечества.

Карманная линия
Линия Кармана — это начало космического полета по версии FAI. Предоставлено: НАСА, Галилео.

Эти правила иногда вступают в противоречие с интересами мировых держав, поскольку вопрос государственного суверенитета над воздушным пространством тесно связан с ограничением безвоздушных пространств.

Процесс изучения

Спутник-1
Спутник-1

Человечество начало изучать космос постепенно и в будущем ему предстоит сделать много интересных открытий. Процесс исследования внеземного космоса начался 4 октября 1957 года, когда был запущен космический корабль Спутник-1, первый аппарат, отправленный из атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Пять лет спустя люди успешно состыковали пилотируемые космические корабли, а через год они сделали это снова с беспилотными космическими кораблями. В 1969 году 21 июля Нил Армстронг первым высадился на Луну. Спустя два года была пущена в эксплуатацию станция «Салют-1», двигавшаяся по околоземной орбите. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески пытались улучшить технологии, позволяющие им доминировать в космосе.

Важнейшие этапы освоения космоса

Со временем человечество изобретает новые технологии, которые делают возможными дальнейшие успехи в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы этого процесса:

  • 4 октября 1957 г был запущен космический корабль «Спутник-1”;
  • 4 января 1959 года спутник Moon-1 начал вращаться вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
  • 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
  • 15 сентября 1968 г аппарату «Зонд-5» удалось вернуться на Землю после облета Луны;
  • 15 декабря 1970 г аппарат «Венера-7» совершил посадку на Венеру;
  • 2 декабря 1971 г. Марс-3 приземлился на Марс;
  • с 1975 по 2011 годы были запущены первые искусственные спутники различных планет Солнечной системы;
  • 20 ноября 1998 г был запущен модуль «Заря», ставший первым блоком МКС.

Кроме того, несколько стран планируют свои космические программы на ближайшие годы и рассматривают возможность дальнейшего освоения космоса.

На какой высоте летает МКС

Удаленность Международной космической станции от Земли колеблется от 330 до 417 км. В этом диапазоне сочетаются оптимальные параметры для проведения экспериментов в условиях невесомости и экономически обоснованная дальность доставки космонавтов и грузов.

МКС
МКС находится в 330–417 км от Земли. Предоставлено: NASA Solar System Exploration.

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Чтобы объект вышел на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:

  • 7,9 км / с — 1-я космическая скорость, позволяет выйти на околоземную орбиту;
  • 11,1 км / с — 2-я космическая скорость выхода объекта в межпланетное пространство;
  • 16,67 км / с — 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
  • 550 км / с — это четвертая космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный Путь.

Если объект движется с меньшей скоростью, гравитационная сила планеты, звезды или галактики не позволит ему достичь желаемой границы.

Войд

Выход в открытый космос
Выход в открытый космос

Вакуум — это космическое пространство, в котором нет галактик. Плотность объектов в таких областях на 90% ниже, чем в звездных системах. Размер пробелов может составлять от 10 000 до 100 000 парсек. Если размер превышает этот диапазон, это называется «супервакуум». Границы этих областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые линии, составленные из скоплений звездных систем.

Интересный факт: пустоты были обнаружены в 1978 году астрономами Национальной обсерватории Китт-Пик. Открытие позволило составить первые трехмерные карты космоса.

Почему в космосе холодно

Температура в космосе -273 градуса по Цельсию. Это значение называется «абсолютным нулем», так как оно предотвращает перемещение атомов веществ. Но почему в космосе так холодно, даже если солнечные лучи проходят сквозь него?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически нет веществ. В результате солнечным лучам нечего греть.

Почему в космосе холодно, если там вакуум

Теплопроводность вакуума равна нулю и полностью пропускает излучение. Поскольку он не содержит веществ и предметов, проходящие через него солнечные лучи ничего не нагревают. В результате температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Границы

Схема атмосферы Земли
Схема атмосферы Земли

У космоса много границ, которые проходят на разном расстоянии от Земли:

  • 35 км — на этой высоте вода уже не может существовать в жидком состоянии, потому что из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
  • 100 км — вот официально признанная граница между земной атмосферой и ближайшим космосом, за его пределами, двигаться, люди вынуждены прибегать не к воздухоплаванию, а к космонавтике;
  • 100 тыс. Км — внешняя граница экзосферы — самого высокого слоя атмосферы;
  • 260 тыс. Км — расстояние от Земли, где сила притяжения планеты сильнее Солнца;
  • 13 млрд км — начало межзвездного космоса и дальнего космоса;
  • 20 триллионов км — это граница Облака Оорта, за пределами которой гравитация Солнечной системы не действует;
  • 300 квдрлн км — расстояние от границы Млечного Пути;
  • 30 кВн км — граница Местной группы галактик, в которую входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
  • 250 скстлн км — предел видимости материи в космосе;
  • 870 ссстлн км — предел радиационной видимости.

Интересный факт: в большинстве случаев астрономы для измерения расстояния используют не километры, а парсек, который равен 30,8568 триллиона км.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Космический снимок с телескопа Хаббл
Космический снимок с телескопа Хаббл

Если человек находится в космосе без средств защиты, начнется декомпрессия, процесс расширения пузырьков газа в теле. Параллельно он почувствует нехватку кислорода и получит солнечный ожог. Также, если в легких есть воздух, они могут деформироваться из-за разницы давлений.

Интересный факт: если человек, находясь на открытом пространстве, не будет пытаться дышать, он сможет оставаться там 30-60 секунд, не получив серьезных травм.

Поскольку вещества не могут быть жидкими в космосе, влага в глазах и во рту немедленно начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание через 15-20 секунд.

Расстояния до ближайших объектов

Мы не задумываемся о расстояниях, когда смотрим прямые трансляции из дальних уголков земного шара. Телевизионный сигнал доходит до нас практически мгновенно. Даже от нашего спутника, Луны, радиоволны достигают Земли за секунду с хвостом. Но стоит поговорить о более удаленных объектах, и тут же приходит сюрприз. Проходит ли свет 8,3 минуты до такого близкого Солнца и 5,5 часов до замерзающего Плутона? И это, пролетев почти 300000 км за одну секунду! А чтобы попасть в ту же Альфу в созвездии Центавра, лучу света потребуется 4,25 года.

Даже для ближнего космоса наши обычные единицы измерения не совсем подходят. Конечно, можно снять мерки в километрах, но тогда цифры не вызовут уважения, а некоторые опасения за их размер. Для нашей солнечной системы принято измерять в астрономических единицах.

Космические расстояния до планет и других космических объектов теперь будут казаться менее пугающими. От нашей звезды до Меркурия всего 0,387 а.е., а до Юпитера — 5203 а.е. Даже до самой дальней планеты — Плутона — всего 39 518 а.е.

Расстояние до Луны определяется с точностью до километра. Это было сделано путем размещения на его поверхности угловых отражателей и с использованием метода лазерного луча. Среднее расстояние от Луны — 384 403 км. Но Солнечная система простирается далеко за пределы орбиты последней планеты. До границы системы до 150 000 а.е.) Эти единицы тоже начинают выражаться в больших количествах. Здесь уместны другие стандарты измерения, потому что расстояния в космосе и размеры нашей Вселенной выходят за рамки разумных представлений.

Средний космос

В природе нет ничего быстрее света (такие источники пока не известны), поэтому за основу была взята его скорость. Для объектов, ближайших к нашей планетной системе, и для объектов, далеких от нее, путь, пройденный светом за год, принимается за единицу. Свет летит к краю Солнечной системы около двух лет, а до ближайшей звезды в Центавре 4,25 св года. Знаменитая Полярная звезда находится на расстоянии 460-х годов.

Каждый из нас мечтал отправиться в прошлое или будущее. Возможно вернуться в прошлое. Вам просто нужно посмотреть в звездное ночное небо — это прошлое, далекое и бесконечно далекое.

Мы наблюдаем все космические объекты в их далеком прошлом, и чем дальше находится наблюдаемый объект, тем больше мы смотрим в прошлое. Как свет летит к нам от далекой звезды, проходит так долго, что, возможно, в настоящий момент эта звезда больше не существует! Самая яркая звезда на нашем небосводе — Сириус — погаснет для нас только через 9 лет после своей смерти, а красный гигант Бетельгейзе — только через 650 лет.

Наша галактика имеет диаметр 100 000 св лет и толщину около 1000 св лет. Такие расстояния невероятно сложно представить и оценить их практически невозможно. Наша Земля вместе со своей звездой и другими объектами Солнечной системы вращается вокруг центра галактики в течение 225 миллионов лет и совершает один оборот каждые 150 000 sv лет.

Что означает слово “космос”?

В современном мире под космосом понимается пространство между небесными телами, находящееся за пределами их атмосфер. В философии это слово означает «порядок» и «творение». В этом контексте пространство также противоположно хаосу.

Межпланетное пространство

Под межпланетным мы подразумеваем пространство, ограниченное орбитой самой удаленной от звезды планеты. В нем могут присутствовать различные вещества: газы, частицы пыли, водород и так далее. Кроме того, пространство пронизано электромагнитным излучением.

Температура в определенной точке межпланетного пространства определяется помещением туда абсолютно черного тела. Последний поглощает электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура будет считаться реальной величиной.

Интересный факт: на орбите Земли абсолютно черное тело нагревается до 3,85 градуса Цельсия, что равняется температуре межпланетного пространства в этой области.

Источники:

  • https://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/rasstoyanie-ot-zemli-do-kosmosa
  • https://geekometr.ru/statji/skolko-letet-do-kosmosa.html
  • https://ProNormy.ru/nauka/kosmos/rasstoyanie-ot-zemli-do-kosmosa
  • https://kipmu.ru/kosmos/
  • http://light-science.ru/kosmos/vselennaya/rasstoyaniya-v-kosmose.html
Оцените статью
Блог по стандартам и нормам