JAK VYSOKý JE VESMíR?

Send

Podívejte se na noční oblohu a co vidíte? Prostor, třpytivý a zářivý v celé své kráse. Astronomicky řečeno, prostor je opravdu docela blízko, přetrvávající právě na druhé straně té tenké vrstvy, kterou nazýváme atmosféra. A pokud o tom přemýšlíte, Země je o něco více než malý ostrov v moři vesmíru. Takže je to doslova všude kolem nás.

Podle definice je prostor definován jako bod, ve kterém končí zemská atmosféra, a vakuum prostoru začíná. Ale přesně, jak je to daleko? Jak vysoko musíte cestovat, než se skutečně dotknete prostoru? Jak si asi dokážete představit, s takovou subjektivní definicí mají lidé tendenci nesouhlasit přesně tam, kde začíná prostor.

Definice:

První oficiální definice prostoru přišla od Národního poradního výboru pro letectví (předchůdce NASA), který rozhodl o tom, že atmosférický tlak byl menší než jedna libra na čtvereční stopu. To byla nadmořská výška, kterou již nemohly používat řídicí plochy letounu, a odpovídala zhruba 81 kilometrům (50 mil) nad zemským povrchem.

Každý zkušební pilot NASA nebo astronaut, který překročí tuto nadmořskou výšku, je oceněn svými křídly astronautů. Krátce poté, co byla tato definice schválena, vypočítal letecký inženýr Theodore von Kármán, že nad výškou 100 km by atmosféra byla tak tenká, že by letadlo muselo cestovat orbitální rychlostí, aby bylo možné odvodit jakýkoli vzestup.

Tato nadmořská výška byla později přijata jako Karman Line Světovou federací leteckých sportů (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). A v roce 2012, když Felix Baumgartner překonal rekord pro nejvyšší volný pád, skočil z výšky 39 kilometrů (24,23 mil), méně než na půl cesty do vesmíru (podle definice NASA).

Ze stejného důvodu je prostor často definován jako začátek v nejnižší nadmořské výšce, ve které mohou satelity udržovat oběžné dráhy po přiměřenou dobu - což je přibližně 160 kilometrů (100 mil) nad hladinou. Tyto rozdílné definice jsou komplikované, pokud se vezme v úvahu definice slova „atmosféra“.

Atmosféra Země:

Když mluvíme o zemské atmosféře, máme sklon myslet na region, kde je tlak vzduchu stále dostatečně vysoký, aby způsobil odpor vzduchu, nebo kde je vzduch dostatečně silný, aby mohl dýchat. Ve skutečnosti je však zemská atmosféra tvořena pěti hlavními vrstvami - troposférou, stratosférou, mezosférou, termosférou a exosférou, z nichž druhá sahá daleko do vesmíru.

Thermosphere, druhá nejvyšší vrstva atmosféry, sahá od výšky asi 80 km (50 mi) až po termopauzu, která je v nadmořské výšce 500–1000 km (310–620 mi). Spodní část termosféry - od 80 do 550 kilometrů (50 až 342 mi) - obsahuje ionosféru, která je tak pojmenována, protože právě v atmosféře jsou částice ionizovány slunečním zářením.

Z tohoto důvodu je známo, že se odehrávají jevy známé jako Aurora Borealis a Aurara Australis. Mezinárodní kosmická stanice také obíhá v této vrstvě, mezi 320 a 380 km (200 a 240 mil), a je třeba ji neustále posilovat, protože stále dochází ke tření s atmosférou.

Vnější vrstva, známá jako exosféra, sahá až do nadmořské výšky 10 000 km (6214 mi). Tato vrstva je složena hlavně z extrémně nízkých hustot vodíku, helia a několika těžších molekul (dusík, kyslík, CO2). Atomy a molekuly jsou tak daleko od sebe, že se exosféra již nechová jako plyn a částice neustále unikají do vesmíru.

Právě zde se atmosféra Země skutečně spojuje s prázdnotou vesmíru, kde není atmosféra. Proto většina pozemských satelitů obíhá v této oblasti. Někdy se Aurora Borealis a Aurora Australis vyskytují ve spodní části exosféry, kde se překrývají do termosféry. Kromě toho v této oblasti neexistují meteorologické jevy.

Meziplanetární vs. mezihvězdná:

Dalším důležitým rozlišením při diskuzi o prostoru je rozdíl mezi tím, co leží mezi planetami (meziplanetární prostor) a tím, který leží mezi hvězdnými systémy (mezihvězdný prostor) v naší galaxii. Ale samozřejmě, to je jen špička ledovce, pokud jde o vesmír.

Pokud by někdo měl sesílat síť širší, existuje také prostor, který leží mezi galaxiemi ve vesmíru (mezigalaktický prostor). Ve všech případech definice zahrnuje regiony, kde je koncentrace hmoty podstatně nižší než na jiných místech - tj. Region centrálně obsazený planetou, hvězdou nebo galaxií.

Kromě toho jsou ve všech třech definicích zahrnuta měření nad vše, co jsme my lidé zvyklí pravidelně řešit. Někteří vědci se domnívají, že prostor se nekonečně rozšiřuje ve všech směrech, zatímco jiní věří, že prostor je konečný, ale je neohraničený a spojitý (tj. Nemá začátek a konec).

Jinými slovy, existuje důvod, proč tomu říkají prostor - je toho tolik!

Průzkum:

Průzkum vesmíru (tj. To, co leží bezprostředně za zemskou atmosférou) začal vážně tím, co se nazývá „vesmírný věk“. Tento nově objevený věk průzkumu začal tím, že se Spojené státy a Sovětský svaz zaměřily na umístění satelity a posádkové moduly na oběžné dráze.

První významná událost Vesmírného věku se konala 4. Října 1957 se spuštěním Sputnik 1 Sovětským svazem - první umělý satelit vypuštěný na oběžné dráze. V reakci na to podepsal tehdejší prezident Dwight D. Eisenhower Národní zákon o letectví a vesmíru 29. července 1958 a oficiálně založil NASA.

Ihned zahájily NASA a sovětský vesmírný program nezbytné kroky k vytvoření kosmické lodi s posádkou. V roce 1959 tato soutěž vyústila ve vytvoření sovětského programu Vostok a projektu Mercury NASA. V případě Vostoka to spočívalo ve vývoji vesmírné kapsle, která by mohla být vypuštěna na palubu použitelné nosné rakety.

Spolu s četnými testy bez posádky a několika málo psi byli do roku 1960 vybráni šest sovětských pilotů jako první muži do vesmíru. 12. dubna 1961 byl na palubě lodi zahájen sovětský kosmonaut Jurij Gagarin Vostok 1 kosmická loď z kosmodromu Baikonur, a tak se stal prvním mužem, který se dostal do vesmíru (porazil Američana Alana Sheparda o několik týdnů).

16. června 1963 byla na oběžnou dráhu na palubě lodi vyslána Valentina Tereshková Vostok 6 řemeslo (což byla poslední mise Vostoku), a tak se stala první ženou, která vstoupila do vesmíru. Mezitím NASA převzala projekt Mercury od amerického letectva a začala rozvíjet svůj vlastní koncept posádky.

Program byl navržen tak, aby poslal člověka do vesmíru pomocí stávajících raket, a rychle přijal koncept vypouštění balistických tobolek na oběžné dráhy. Prvních sedm astronautů, přezdívaných „Merkur sedm“, bylo vybráno z pilotních pilotních programů námořnictva, letectva a námořních lodí.

5. května 1961 se astronaut Alan Shepard stal prvním Američanem ve vesmíru na palubě Svoboda 7 mise. Poté, 20. února 1962, se astronaut John Glenn stal prvním Američanem, který byl vypuštěn na oběžné dráze pomocí startovacího vozidla Atlas jako součást Přátelství 7. Glenn dokončil tři oběžné dráhy planety Země a byly provedeny další tři orbitální lety, které vyvrcholily letem na oběžné dráze L. Gordona Coopera na palubě Faith 7, který létal 15. a 16. května 1963.

V následujících desetiletích začaly NASA i Sověti vyvíjet složitější kosmickou loď s dlouhým doletem. Jakmile „Závod na Měsíc“ skončil úspěšným přistáním Apolla 11 (následovalo několik dalších misí Apolla), začalo se soustředit na ustavení stálé přítomnosti ve vesmíru.

Pro Rusy to vedlo k dalšímu vývoji technologie kosmických stanic v rámci programu Salyut. V letech 1972 až 1991 se pokusili obíhat kolem sedmi samostatných stanic. První tři pokusy však způsobily technické poruchy a selhání v posilovačích druhé fáze rakety Salyut 1 selhat nebo vést k tomu, že se oběžné dráhy stanice po krátké době rozpadnou.

V roce 1974 se však Rusům podařilo úspěšně nasadit Salyut 4, následované třemi dalšími stanicemi, které zůstanou na oběžné dráze po dobu jednoho až devíti let. Zatímco byli všichni Salyutové představeni veřejnosti jako nevojenské vědecké laboratoře, někteří z nich byli vlastně kryty pro armádu Almaz průzkumné stanice.

NASA také usilovala o vývoj technologie kosmických stanic, která vyvrcholila v květnu 1973 spuštěním Skylab, která by zůstala první a jedinou samostatně vybudovanou vesmírnou stanicí v Americe. Během nasazení Skylab utrpěl vážné poškození, ztratil svou tepelnou ochranu a jeden ze svých solárních panelů.

To vyžadovalo, aby se první posádka setkala se stanicí a provedla opravy. Následovaly další dvě posádky a stanice byla během své historie služby obsazena celkem 171 dní. Toto skončilo v roce 1979 sestřelením stanice nad Indickým oceánem a částmi jižní Austrálie.

V roce 1986 se Sověti opět ujali vedení při vytváření vesmírných stanic s rozmístěním Mir. Stanice byla autorizována v únoru 1976 nařízením vlády a původně měla být vylepšeným modelem kosmických stanic Salyut. Postupem času se vyvinula ve stanici sestávající z více modulů a několika portů pro posádky kosmických lodí Sojuz a Pokrok nákladní kosmické lodě.

Jádro modulu bylo vypuštěno na oběžné dráze 19. února 1986; a mezi lety 1987 a 1996 by byly nasazeny a připojeny všechny ostatní moduly. Během 15 let služby Mir navštívilo celkem 28 dlouhodobých posádek. Prostřednictvím řady programů spolupráce s jinými národy by stanici navštívili také posádky z jiných zemí východního bloku, Evropské kosmické agentury (ESA) a NASA.

Poté, co se stanice dotkla řada technických a strukturálních problémů, ruská vláda v roce 2000 oznámila, že vesmírnou stanici vyřadí z provozu. Začalo to 24. ledna 2001, kdy byl Rus Pokrok nákladní loď zakotvila ve stanici a vytlačila ji z oběžné dráhy. Stanice poté vstoupila do atmosféry a narazila do jižního Pacifiku.

V roce 1993 začala NASA spolupracovat s Rusy, ESA a Japonskou agenturou pro průzkum vesmíru (JAXA) na vytvoření Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Kombinace NASA Svoboda vesmírné stanice projekt se sovětskou / ruskou Mir-2 stanice, evropský Columbus stanice a japonský laboratorní modul Kibo, projekt také stavěl na rusko-amerických misích Shuttle-Mir (1995-1998).

S odchodem do vesmíru v roce 2011 byly členy posádky v posledních letech dodány výhradně kosmické lodi Sojuz. Od roku 2014 byla spolupráce mezi NASA a Roscosmosem pozastavena pro většinu činností mimo ISS kvůli napětí způsobenému situací na Ukrajině.

V posledních několika letech však byla do USA obnovena schopnost původního startu díky společnostem jako SpaceX, United Launch Alliance a Blue Origin, které vstoupily do prázdnoty jejich soukromou flotilou raket.

ISS je v posledních 15 letech nepřetržitě okupována a překročila předchozí rekord Mir; a byl navštíven astronauty a kosmonauty z 15 různých národů. Očekává se, že program ISS bude pokračovat alespoň do roku 2020, ale může být prodloužen do roku 2028 nebo případně i déle v závislosti na rozpočtovém prostředí.

Jak jasně vidíte, kde naše atmosféra končí a začíná prostor, je předmětem nějaké debaty. Ale díky desetiletím zkoumání a spouštění vesmíru se nám podařilo vymyslet pracovní definici. Ale ať už je přesná definice jakákoli, pokud se můžete dostat nad 100 kilometrů, určitě jste si vydělali křídla astronautů!

Zde jsme ve Space Magazine napsali mnoho zajímavých článků o vesmíru. Zde je Proč je vesmír černý ?, Jak studený je prostor ?, ilustrován prostor Debris: Problém na obrázcích, co je meziplanetární prostor ?, Co je mezihvězdný prostor? A co je mezigalaktický prostor?

Další informace naleznete v NASA odhaluje záhady mezihvězdného vesmíru a tento seznam misí hlubokého vesmíru.

Astronomie Cast má epizody na toto téma, jako série vesmírných stanic, epizoda 82: Space Junk, Episode 281: Explosions in Space, Episode 303: Equilibrium in Space, a Episode 311: Sound in Space.

Zdroje: