На какой высоте летают самолеты, спутники и космические корабли? Расстояние от земли до космоса Где заканчивается атмосфера земли и начинается космос.

Несколько лет назад в США случилась очередная катастрофа во время запуска космического шатла. Космический корабль взорвался через считанные секунды после старта. Особенностью данного случая является тот факт, что погибших сотрудников американского космического агентства не причислили к списку погибших астронавтов.

Все дело в том, что, несмотря на приличную высоту, на которой случилась трагедия, «граница космоса» еще не была пересечена. Из всего этого вытекает вполне логичный вопрос – «а где же начинается космос?». Именно об этом и пойдет речь далее.

Ни конца, ни края

Разговоры о том, где именно начинается космос, начиная с какой высоты можно считать, что начинается космическое пространство, продолжаются уже очень давно. Все дело в том, что сама трактовка понятия космос весьма размыта. Из-за расхождений в определениях ученые не могут прийти к согласию в ответе на вопрос о начале космоса.

Многие ученые, опираясь на различные науки, отмечают разные цифры, пытаясь установить точку «начала космоса». Например, с точки зрения климатологии специалисты утверждают, что космос начинается с высоты в 118 км . Все дело в том, что на таком расстоянии от нашей земли, ученые изучают процессы климатообразования. Однако многие отмечают и другие показатели по отношению к космическому пространству. Многие при этом, также опираются на нашу атмосферу, как на определенный рубеж. Казалось бы, все просто, закончилась наша атмосфера и начинается космос. Однако тут также есть свои нюансы. Воздух, пусть даже очень разряженный уже неоднократно фиксировался различными приборами на очень большом расстоянии от земли. Это же расстояние выходит далеко за пределы нашей атмосферы.

Ученые, изучающие вопросы радиации, оперирую тем, что космос являет собой радиационное пространство, утверждают, что космос начинается там, где начинается и радиация. В свою очередь ученые изучающие гравитацию, говорят, что космос начинается там, где полностью «заканчивается» гравитационная сила земли, а именно, на расстоянии больше двадцати миллионов километров.

Если опираться на цифры предложенные специалистами изучающими гравитацию, то можно сказать, что львиная доля всех космических экспедиций и вовсе нельзя считать таковыми. К тому же, при такой «границе» космоса само понятие космонавта является недействительным. Ведь расстояние в двадцать миллионов километров это очень серьезный показатель. Для сравнения, если учитывать эти цифры, то получается, что космос начинается, только лишь за пределами орбиты луны.

Специалисты из американского космического агентства в одно время предлагали отметку в 122 км, как точку отсчета. Все дело в том, что при спуске космического аппарата на поверхность земли, именно на этой высоте астронавты отключают бортовые двигатели и начинают аэродинамический вход. Однако, у отечественных космонавтов этот показатель отличается. Сегодня же американцы стали считать за «барьер» 80 км. Эту цифру они взяли исходя из того, что именно на таком расстоянии от земли, метеорит, входящий в атмосферу начинает «светиться».

В качестве резюме можно отметить, что, не смотря на то, что ученые все еще не пришли к компромиссу по части вопроса о начале космоса, международным сообществом была взята на вооружение цифра в 100 км, как условно отмечающая начало космоса. За такой условный ориентир была взята именно эта цифра, так как на такой высоте полет самолета уже невозможен в силу низкой плотности воздуха.

Границы

Чёткой границы не существует, потому что 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 .

Солнечная система

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 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.

Границы на пути к космосу

Уровень моря - 101,3 кПа (1 атм .; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления .
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.
6 км - граница постоянного обитания человека.
7 км - граница приспособляемости к длительному пребыванию.
8,2 км - граница смерти.
8,848 км - высочайшая точка Земли гора Эверест - предел доступности пешком.
9 км - предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом.
12 км - дыхание воздухом эквивалентно пребыванию в космосе (одинаковое время потери сознания ~10-20 с); предел кратковременного дыхания чистым кислородом; потолок дозвуковых пассажирских лайнеров.
15 км - дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе.
16 км - при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление. Над головой осталось 10 % атмосферы.
10-18 км - граница между тропосферой и стратосферой на разных широтах (тропопауза).
19 км - яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5% от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3-75 против 1500 свечей на м² ), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.
19,3 км - 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 - интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере).
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 (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).
45 км - теоретический предел для прямоточного воздушно-реактивного самолёта.
48 км - атмосфера не ослабляет ультрафиолетовые лучи Солнца.
50 км - граница между стратосферой и мезосферой (стратопауза).
51,82 км - рекорд высоты для газового беспилотного аэростата .
55 км - атмосфера не воздействует на космическую радиацию.
70 км - верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами .
80 км - граница между мезосферой и термосферой (мезопауза).
80,45 км (50 миль) - официальная высота границы космоса в США .
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 становится космическим спутником .
100 км - зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г. : открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли - Хевисайда 90-120 км.
118 км - переход от атмосферного ветра к потокам заряжённых частиц.
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.
120-130 км - спутник на круговой орбите с такой высотой сможет сделать не более одного оборота.
200 км - наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
320 км - зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г. : открытие отражающего радиоволны слоя Эплтона .
350 км - наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
690 км - граница между термосферой и экзосферой .
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).
2000 км - атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
36 000 км - считавшийся в первой половине 20-го века теоретический предел 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.
930 000 км - радиус гравитационной сферы Земли и максимальная высота существования её спутников. Выше 930 000 км притяжение Солнца начинает преобладать и оно будет перетягивать поднявшиеся выше тела.
21 миллион км - на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействие Земли .
Несколько десятков миллиардов км - пределы дальнобойности солнечного ветра .
15-20 триллионов км - гравитационные границы Солнечной системы, максимальная дальность существования планет.

Условия для выхода на орбиту Земли

Для того, чтобы выйти на орбиту, тело должно достичь определённой скорости. Космические скорости для Земли:

Первая космическая скорость - 7.910 км/с
Вторая космическая скорость - 11.168 км/с
Третья космическая скорость - 16.67 км/с
Четвёртая космическая скорость - около 550 км/с

Если же какая-либо из скоростей будет меньше указаной, то тело не сможет выйти на орбиту. Первым, кто понял, что для достижения таких скоростей при использовании любого химического топлива нужна многоступенчатая ракета на жидком топливе, был Константин Эдуардович Циолковский .

См. также

Ссылки

Галерея фотографий, полученных при помощи телескопа Хаббл (англ.)

Примечания

Международное право

Общие положения

Правосубъектность

Территория

правовой режим
приобретение

Население

Международное воздушное и космическое право
Воздушное право
Космическое право

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Последние данные, полученные путем досконального изучения и обобщения в течение почти двух лет большого объема информации, позволили канадским ученым в первой половине апреля заявить о том, что космос начинается на высоте 118 км…

Андрей Кисляков, для РИА Новости.

Казалось бы, не так уж и существенно, где заканчивается «Земля» и начинается космос. Между тем споры вокруг значения высоты, дальше которой уже простирается безграничное космическое пространство, не затихают уже почти столетие. Последние данные, полученные путем досконального изучения и обобщения в течение почти двух лет большого объема информации, позволили канадским ученым в первой половине апреля заявить о том, что космос начинается на высоте 118 км. С точки зрения влияния на Землю космической энергии это число весьма важно для климатологов и геофизиков.

С другой стороны, окончательно завершить этот спор, установив всем миром единую, устраивающую всех границу, вряд ли скоро удастся. Дело в том, что существует несколько параметров, которые считаются принципиальными для соответствующей оценки.

Немного истории. То, что за пределами земной атмосферы действует жесткое космическое излучение, было известно давно. Однако четко определить границы атмосферы, измерить силу электромагнитных потоков и получить их характеристики не удавалось до начала запусков искусственных спутников Земли. Между тем, основной космической задачей, как СССР, так и Соединенных Штатов в середине 50-х годов была подготовка пилотируемого полета. Это, в свою очередь, требовало ясных знаний относительно условий сразу за пределами земной атмосферы.

Уже на втором советском спутнике, запущенном в ноябре 1957 г., находились датчики для измерения солнечного ультрафиолетового, рентгеновского и других видов космического излучения. Принципиально важным для успешного осуществления пилотируемых полетов стало открытие в 1958 г. двух радиационных поясов вокруг Земли.

Но вернемся к установленным канадскими учеными из Университета Калгари 118 км. А почему, собственно, такая высота? Ведь, так называемая «линия Кармана», неофициально признанная границей между атмосферой и космосом, «проходит» по 100-километровой отметке. Именно там плотность воздуха уже столь мала, что летательный аппарат должен двигаться с первой космической скоростью (примерно 7,9 км/с) для предотвращения падения на Землю. Но в таком случае ему уже не требуются и аэродинамические поверхности (крыло, стабилизаторы). На основании этого Всемирная ассоциация аэронавтики приняла высоту 100 км в качестве водораздела между аэронавтикой и астронавтикой.

Но степень разреженности атмосферы — далеко не единственный параметр, определяющий границу космоса. Тем более что «земной воздух» на высоте 100 км не заканчивается. А как, скажем, меняется состояние того или иного вещества с увеличением высоты? Может это и есть главное, что определяет начало космоса? Американцы, в свою очередь, считают любого, кто побывал на высоте 80 км, истинным астронавтом.

В Канаде решили выявить значение параметра, который, как представляется, имеет значение для всей нашей планеты. Они решили выяснить, на какой высоте заканчивается влияние атмосферных ветров и начинается воздействие потоков космических частиц.

Для этой цели в Канаде разработали специальный прибор STII (Super — Thermal Ion Imager), который вывели на орбиту с космодрома на Аляске два года назад. С его помощью и было установлено, что граница между атмосферой и космосом расположена на высоте 118 километров над уровнем моря.

При этом сбор данных длился всего лишь пять минут, пока несущий его спутник поднимался на установленную для него высоту в 200 км. Таков единственный способ собрать информацию, поскольку эта отметка находится слишком высоко для стратосферных зондов и слишком низко для исследования со спутников. Впервые при исследовании были учтены все составляющие, в том числе движение воздуха в самых верхних слоях атмосферы.

Приборы, подобные STII, появятся для продолжения исследований приграничных областей космоса и атмосферы в качестве полезного груза на спутниках Европейского космического агентства, срок активного существования которых составит четыре года. Это важно, т.к. продолжение исследований пограничных регионов позволит узнать много новых фактов о воздействии космического излучения на климат Земли, о том, какое воздействие энергия ионов имеет на окружающую нас среду.

Изменение интенсивности солнечной радиации, напрямую связанное с появлением пятен на нашем светиле, каким-то образом влияет на температуру атмосферы, и последователи аппарата STII могут быть использованы для обнаружения этого влияния. Уже сегодня в Калгари разработали 12 различных анализирующих устройств, предназначенных для изучения различных параметров ближнего космоса.

Но говорить о том, что начало космоса ограничили 118 км не приходится. Ведь со своей стороны правы и те, кто считает настоящим космосом высоту в 21 миллион километров! Именно там практически исчезает воздействие гравитационного поля Земли. Что ждет исследователей на такой космической глубине? Ведь дальше Луны (384 000 км) мы не забирались.

ria.ru

На каком расстоянии от Земли начинается космос?

Что такое космос, наверное, знают многие. Но, мало кто задумывался, где собственно начинается космос. Действительно, на какой высоте от Земли можно сказать, что объект находится уже (или еще) в космосе?

Вопрос этот, надо сказать, не праздный. Многие помнят трагический запуск американского челнока «Челленджер» в 1985 году, когда после нескольких минут полета космический многоразовый корабль взорвался. После этой аварии встал вопрос – считать ли погибших членов экипажа астронавтами? Погибшие не попали в число астронавтов, хотя взрыв случился на очень большой высоте.

Единого мнения среди ученых на какой высоте начинается космос нет. За «точку отсчета» предлагаются различные варианты. Так, канадские специалисты предлагают считать началом космоса высоту в 118 километров, поскольку это «стандартная» высота, с которой на нашу планету «смотрят» климатологи и геофизики. Некоторые ученые предлагают опираться на показатели гравитации. В таком случае, космос начнется с расстояния примерно в 21 миллион километров, именно здесь полностью исчезает земная гравитация. Но, в таком случае, все нынешние космонавты и астронавты не будут являться таковыми. Космическими останутся тогда лишь полеты за пределы орбиты Луны.

Специалисты НАСА считают, что космос начинается с высоты в 122 километра, именно эта отметка принята в ЦУПе, когда происходит отключение бортовых двигателей спускаемого аппарата и начинается аэродинамический спуск с орбиты. Однако, советские космонавты производят баллистический вход в атмосферу Земли и с других высот.

Если за начало космоса взять «загорание» метеоритов, попадающих в земную атмосферу, то это будет расстояние в 80 км от Земли.

Как видим, вариантов множество. Чтобы хоть как-то «узаконить» начальную границу космоса, ученые пошли на компромисс, и предложили считать космической высоту на которой уже не могут летать самолеты из-за очень низкой плотности воздуха — 100 километров от поверхности Земли.

news-mining.ru

Расстояния в космосе. Ближайшие к нам звезды и объекты

Все когда-либо путешествовали, затрачивая конкретное время на преодоление пути. Какой же бесконечной казалась дорога, когда она измерялась сутками. От столицы России до Дальнего Востока – семь дней езды на поезде! А если на этом транспорте преодолевать расстояния в космосе? Чтобы добраться до Альфа Центавра поездом потребуется всего-то 20 млн. лет. Нет, лучше на самолёте – это в пять раз быстрее. И это до звезды, находящейся рядом. Конечно, рядом - это по звёздным меркам.

Расстояние до Солнца

Аристарх СамосскийАриста́рх Само́сский Астроном, математик и философ, жил в III веке до н. э. Первым догадался что земля вращается вокруг Солнца и предложил научный метод определения расстояний до нее. ещё за двести лет до нашей эры попытался определить расстояние до Солнца. Но вычисления его были не очень верны – он ошибся в 20 раз. Более точные значения получил космический аппарат Кассини в 1672 году. Были измерены положения Марса во время его противостояния из двух различных точек Земли. Высчитанное расстояние до Солнца получилось 140 млн. км. В середине ХХ в, при помощи радиолокации Венеры, выяснились истинные параметры расстояний до планет и Солнца.

Сейчас нам известно, что расстояние от земли до Солнца - 149 597 870 691 метр. Это значение называется астрономической единицей, и оно является фундаментом для определения космических расстояний по методу звёздных параллаксов.

Многолетние наблюдения также показали, что Земля отдаляется от Солнца примерно на 15 метров в 100 лет.

Расстояния до ближайших объектов

Мы мало задумываемся о расстояниях, когда смотрим прямые трансляции из дальних уголков земного шара. Телевизионный сигнал приходит к нам практически мгновенно. Даже с нашего спутника, Луны, радиоволны долетают до Земли за секунду с хвостиком. Но стоит заговорить об объектах более дальних, и тотчас приходит удивление. Неужели до такого близкого Солнца свет летит 8,3 минуты, а до ледяного Плутона – 5,5 часов? И это, пролетая за секунду почти 300 000 км! А для того, чтобы добраться к той же Альфе в созвездии Центавра, лучу света потребуется 4,25 года.

Даже для ближнего космоса не совсем годятся наши, привычные, единицы измерения. Конечно, можно проводить измерения в километрах, но тогда цифры будут вызывать не уважение, а некоторый испуг своими размерами. Для нашей Солнечной системы принято проводить измерения в астрономических единицах.

Теперь космические расстояния до планет и других объектов ближнего космоса будут выглядеть не так страшно. От нашего светила до Меркурия всего 0,387 а.е., а до Юпитера – 5,203 а.е. Даже до самой удалённой планеты – Плутона – всего 39,518 а.е.

До Луны расстояние определено с точностью до километра. Это удалось сделать, поместив на его поверхность уголковые отражатели, и применив метод лазерной локации. Среднее значение расстояния до Луны получилось 384 403 км. Но Солнечная система простирается гораздо дальше орбиты последней планеты. До границы системы целых 150 000 а. е. Даже эти единицы начинают выражаться в грандиозных величинах. Тут уместны другие эталоны измерений, потому что расстояния в космосе и размеры нашей Вселенной – за границами разумных представлений.

Средний космос

Быстрее света в природе ничего не бывает (пока не известны такие источники), поэтому именно его скорость была взята за основу. Для объектов, ближайших к нашей планетной системе, и для удалённых от неё, принят за единицу путь, пробегаемый светом за один год. До границы Солнечной системы свет летит около двух лет, а до ближайшей звезды в Центавре 4,25 св. года. Всем известная Полярная звезда расположилась от нас на удалении в 460 св. лет.

Каждому из нас мечталось отправиться в прошлое или будущее. Путешествие в прошлое вполне возможно. Нужно лишь взглянуть в ночное звёздное небо – это и есть прошлое, далёкое и бесконечно далёкое.

Все космические объекты мы наблюдаем в их далёком прошлом, и чем дальше наблюдаемый объект, тем дальше в прошлое мы смотрим. Пока свет летит от далёкой звезды до нас, проходит столько времени, что возможно в настоящий момент этой звезды уже не существует!

Ярчайшая звезда нашего небосвода – Сириус – погаснет для нас только через 9 лет после своей смерти, а красный гигант Бетельгейзе – только через 650 лет.

Наша галактика имеет размер в поперечнике 100 000 св. лет, а толщину около 1 000 св. лет. Представить такие расстояния невероятно трудно, а оценить их практически невозможно. Наша Земля, вместе со своим светилом и другими объектами Солнечной системы, обращается вокруг центра галактики, за 225 млн. лет, и делает один оборот за 150 000 св. лет.

Дальний космос

Расстояния в космосе до далёких объектов измеряют, используя метод параллакса (смещения). Из него вытекла ещё одна единица измерения – парсек Парсек (пк) — от параллактической секунды Это та дистанция, с которой радиус земной орбиты наблюдается под углом в 1″.. Величина одного парсека составила 3,26 св. года или 206 265 а. е. Соответственно, есть и тысячи парсек (Кпк), и миллионы (Мпк). А самые дальние объекты во Вселенной будут выражаться в расстояниях миллиард парсек (Гпк). Параллактическим способом можно пользоваться для определения расстояний до объектов, удалённых не далее 100 пк, бо льшие расстояния будут иметь очень значительные погрешности измерений. Для исследования далёких космических тел применяется фотометрический метод. В основе этого метода находятся свойства цефеид – переменных звёзд.

Каждая цефеида имеет свою светимость, по интенсивности и характеру которой можно оценивать удалённость объекта, находящегося рядом.

Также для определения расстояний по яркости используют сверхновые звёзды, туманности или очень большие звёзды классов сверхгигантов и гигантов. Посредством этого способа реально вычислять космические расстояния до объектов, расположенных не далее 1000 Мпк. Например, до ближайших к Млечному Пути галактик – Большого и Малого Магеллановых Облаков, получается соответственно 46 и 55 Кпк. А ближайшая галактика Туманность Андромеды окажется на удалении 660 Кпк. Группа галактик в созвездии Большая Медведица отстоит от нас на 2,64 Мпк. А размер видимой вселенной 46 миллиардов световых лет, или 14 Гпк!

Измерения из космоса

Для повышения точности измерений в 1989 году стартовал спутник «Гиппарх». Задачей спутника было определение параллаксов более 100 тысяч звёзд с миллисекундной точностью. В результате наблюдений, были вычислены расстояния для 118 218 звёзд. В их число вошли больше 200 цефеид. Для некоторых объектов изменились ранее известные параметры. Например, рассеянное звёздное скопление Плеяды приблизилось – вместо 135 пк прежнего расстояния получилось всего 118 пк.

light-science.ru

Расстояния в космосе

Расстояние между Землей и Луной громадно, но кажется крохотным в сравнении с масштабами космоса.

Космические просторы, как известно, довольно масштабны, а потому астрономы не используют для их измерения метрическую систему, привычную для нас. В случае с расстоянием до Луны (384 000 км) километры еще могут быть применимы, однако если выразить в этих единицах расстояние до Плутона, то получится 4 250 000 000 км, что уже менее удобно для записи и вычислений. По этой причине у астрономов в ходу иные единицы измерения расстояния, о которых читайте ниже.

Астрономическая единица

Наименьшей из таких единиц является астрономическая единица (а.е.). Исторически так сложилось, что одна астрономическая единица равняется радиусу орбиты Земли вокруг Солнца, иначе – среднее расстояние от поверхности нашей планеты до Солнца. Данный метод измерения был наиболее подходящим для изучения структуры Солнечной системы в XVII веке. Ее точное значение 149 597 870 700 метра. Сегодня астрономическая единица используется в расчетах с относительно малыми длинами. То есть при исследовании расстояний в пределах Солнечной системы или других планетных систем.

Световой год

Несколько большей единицей измерения длины в астрономии является световой год. Он равен расстоянию, которое проходит свет в вакууме за один земной, юлианский год. Подразумевается также нулевое влияние гравитационных сил на его траекторию. Один световой год составляет около 9 460 730 472 580 км или 63 241 а.е. Данная единица измерения длины используется лишь в научно-популярной литературе по той причине, что световой год позволяет читателю получить примерное представление о расстояниях в галактическом масштабе. Однако из-за своей неточности и неудобности световой год практически не используется в научных работах.

Материалы по теме

Парсек

Наиболее практичной и удобной для астрономических вычислений является такая единица измерения расстояния как парсек. Чтобы понять ее физический смысл, следует рассмотреть такое явление как параллакс. Его суть состоит в том, что при движении наблюдателя относительно двух отдаленных друг от друга тел, видимое расстояние между этими телами также меняется. В случае со звездами происходит следующее. При движении Земли по своей орбите вокруг Солнца визуальное положение близких к нам звезд несколько меняется, в то время как дальние звезды, выступающие в роли фона, остаются на тех же местах. Изменение положения звезды при смещении Земли на один радиус ее орбиты, называется годичный параллакс, который измеряется в угловых секундах.

Тогда один парсек равен расстоянию до звезды, годичный параллакс которой равен одной угловой секунде – единице измерения угла в астрономии. Отсюда и название «парсек», совмещенное из двух слов: «параллакс» и «секунда». Точное значение парсека равняется 3,0856776·10 16 метра или 3,2616 светового года. 1 парсек равен примерно 206 264,8 а. е.

Метод лазерной локации и радиолокации

Эти два современных метода служат для определения точного расстояния до объекта в пределах Солнечной системы. Он производится следующим образом. При помощи мощного радиопередатчика посылается направленный радиосигнал в сторону предмета наблюдения. После чего тело отбивает полученный сигнал и возвращает на Землю. Время, потраченное сигналом на преодоление пути, определяет расстояние до объекта. Точность радиолокации – всего несколько километров. В случае с лазерной локацией, вместо радиосигнала лазером посылается световой луч, который позволяет аналогичными расчетами определить расстояние до объекта. Точность лазерной локации достигается вплоть до долей сантиметра.

Телескоп ТГ-1 лазерного локатора ЛЭ-1, полигон Сары-Шаган

Метод тригонометрического параллакса

Наиболее простым методом измерения расстояния до удаленных космических объектов является метод тригонометрического параллакса. Он основывается на школьной геометрии и состоит в следующем. Проведем отрезок (базис) между двумя точками на земной поверхности. Выберем на небосводе объект, расстояние до которого мы намерены измерить, и определим его как вершину получившегося треугольника. Далее измеряем углы между базисом и прямыми, проведенными от выбранных точек до тела на небосводе. А зная сторону и два прилежащих к ней угла треугольника, можно найти и все другие его элементы.

Тригонометрический параллакс

Величина выбранного базиса определяет точность измерения. Ведь если звезда расположена на очень большом расстоянии от нас, то измеряемые углы будут почти перпендикулярны базису и погрешность в их измерении может значительно повлиять на точность посчитанного расстояния до объекта. Поэтому следует выбирать в качестве базиса максимально отдаленные точки на Земле. Изначально в роли базиса выступал радиус Земли. То есть наблюдатели располагались в разных точках земного шара и измеряли упомянутые углы, а угол, расположенный напротив базиса назывался горизонтальным параллаксом. Однако позже в качестве базиса стали брать большее расстояние – средний радиус орбиты Земли (астрономическая единица), что позволило измерять расстояние до более отдаленных объектов. В таком случае, угол, лежащий напротив базиса, называется годичным параллаксом.

Данный метод не очень практичен для исследований с Земли по той причине, что из-за помех земной атмосферы, определить годичный параллакс объектов, расположенных более чем на расстоянии в 100 парсек – не удается.

Однако в 1989 год Европейским космическим агентством был запущен космический телескоп Hipparcos, который позволил определить звезды на расстоянии до 1000 парсек. В результате полученных данных ученые смогли составить трехмерную карту распределения этих звезд вокруг Солнца. В 2013 году ЕКА запустило следующий спутник – Gaia, точность измерения которого в 100 раз лучше, что позволяет наблюдать все звезды Млечного Пути. Если бы человеческие глаза обладали точностью телескопа Gaia, то мы имели бы возможность видеть диаметр человеческого волоса с расстояния 2 000 км.

Метод стандартных свечей

Для определения расстояний до звезд в других галактиках и расстояний до самих этих галактик используется метод стандартных свечей. Как известно, чем дальше от наблюдателя расположен источник света, тем более тусклым он кажется наблюдателю. Т.е. освещенность лампочки на расстоянии 2 м будет в 4 раза меньше, чем на расстоянии 1 метр.Это и есть принцип, по которому измеряется расстояние до объектов методом стандартных свечей. Таким образом, проводя аналогию между лампочкой и звездой, можно сравнивать расстояния до источников света с известными мощностями.

Масштабы разведанной существующими методами Вселенной впечатляют. Смотреть инфографику в полном размере.

В качестве стандартных свечей в астрономии выступают объекты, светимость (аналог мощности источника) которых известна. Это может быть любого рода звезда. Для определения ее светимости астрономы измеряют температуру поверхности, опираясь на частоту ее электромагнитного излучения. После чего, зная температуру, позволяющую определить спектральный класс звезды, выясняют ее светимость при помощи диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Затем, имея значения светимости и измерив яркость (видимую величину) звезды, можно посчитать расстояние до нее. Такая стандартная свеча позволяет получить общее представление о расстоянии до галактики, в которой она находится.

Однако данный метод достаточно трудоемкий и не отличается высокой точностью. Поэтому астрономам удобнее использовать в качестве стандартных свечей космические тела с уникальными особенностями, для которых светимость известна изначально.

Уникальные стандартные свечи

Цефеида PTC Puppis

Цефеиды – наиболее используемые стандартные свечи, представляющие собой переменные пульсирующие звезды. Изучив физические особенности этих объектов, астрономы узнали, что цефеиды обладают дополнительной характеристикой – периодом пульсации, который легко можно измерить и который соответствует определенной светимости.

В результате наблюдений ученым удается измерить яркость и период пульсации таких переменных звезд, а значит и светимость, что позволяет высчитать расстояние до них. Нахождение цефеиды в иной галактике дает возможность относительно точно и просто определить расстояние до самой галактики. Поэтому данный тип звезд часто именуется «маяками Вселенной».

Несмотря на то, что метод цефеид является наиболее точным на расстояниях до 10 000 000 пк, его погрешность может достигать 30%. Для повышения точности потребуется как можно больше цефеид в одной галактике, но и в таком случае погрешность сводится не менее чем к 10%. Причиной тому служит неточность зависимости период-светимость.

Цефеиды - «маяки Вселенной».

Кроме цефеид в качестве стандартных свечей могут использоваться и другие переменные звезды с известными зависимостями период-светимость, а также для наибольших расстояний - сверхновые с известной светимостью. Близким по точности к методу цефеид является метод, с красными гигантами в роли стандартных свеч. Как выяснилось, ярчайшие красные гиганты имеют абсолютную звездную величину в достаточно узком диапазоне, которая позволяет посчитать светимость.

Расстояния в цифрах

Расстояния в Солнечной системе:

1 а.е. от Земли до Солнца = 500 св. секунд или 8,3 св. минуты
30 а. е. от Солнца до Нептуна = 4,15 световых часа
132 а.е. от Солнца – таково расстояние до космического аппарата «Вояджер-1», было отмечено 28 июля 2015 года. Данный объект является самым отдаленным из тех, что были сконструированы человеком.

Расстояния в Млечном Пути и за его пределами:

1,3 парсека (268144 а.е. или 4,24 св. года) от Солнца до Проксима Центавра – ближайшей к нам звезды
8 000 парсек (26 тыс. св. лет) – расстояние от Солнца до центра Млечного Пути
30 000 парсек (97 тыс. св. лет) – примерный диаметр Млечного Пути
770 000 парсек (2,5 млн. св. лет) – расстояние до ближайшей большой галактики – туманность Андромеды
300 000 000 пк - масштабы в которых Вселенная практически однородна
4 000 000 000 пк (4 гигапарсек) – край наблюдаемой Вселенной. Это расстояние прошел свет, регистрируемый на Земле. Сегодня объекты, излучившие его, с учетом расширения Вселенной, расположены на расстоянии 14 гигапарсек (45,6 млрд. световых лет).

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

spacegid.com

сколько километров до космоса до орбиты шатла

Мусор на околоземной орбите угрожает продолжению космических полетов

Десятки миллионов искусственных объектов, около 13 тысяч из которых — крупные объекты, вращаются над Землей, представляя угрозу дальнейшим космическим полетам. Об этом говорится в ежеквартальном отчете отдела NASA, отвечающего за контроль околоземного пространства.

Согласно документу, на орбите находится 12 тысяч 851 крупный объект искусственного происхождения, из которых 3 тысяч 190 работающих и вышедших из строя спутников и 9 тысяч 661 ступень ракет и другой космический мусор, Количество частиц космического мусора размером от 1 до 10 см — свыше 200 тысяч, сообщает «Интерфакс».

А число частиц меньше 1 см, предполагают специалисты, превышает десятки миллионов. В основном космический мусор сконцентрирован на высотах от 850 до 1500 км над поверхностью Земли, но много его и на высотах полета космических кораблей и Международной космической станции (МКС) .

В августе Центр управления полетами провел маневр уклонения МКС от столкновения с фрагментом космического мусора, а в октябре отложил коррекцию орбиты станции из-за опасности нового столкновения.

Ранее NASA также сообщало, что полет американского шаттла Atlantis для ремонта телескопа Hubble может представлять опасность для экипажа. Телескоп находится на орбите около 600 км над Землей, то есть почти в два раза выше орбиты МКС, поэтому вероятность встречи с космическим мусором, по подсчетам специалистов, возрастает практически вдвое.

Если космический мусор, расположенный на высотах ниже 600 км, в течение нескольких лет входит в атмосферу и сгорает в ней, то мусору, расположенному на высотах 800 км, на это требуется десятилетия, а искусственным объектам на высотах от тысячи километров и выше – сотни лет, сообщает NASA.

По словам представителя NASA Николсона Джонсона, выступившего в апреле на заседании в Москве 26-й сессии Межагентского координационного комитета по космическому мусору, имеется два метода борьбы с появлением на орбите нового космического мусора. Один из них — это удаление с орбиты фрагментов ракет-носителей с использованием остающегося на их борту топлива. Второй метод — увод космических аппаратов, отслуживших свой срок, на орбиты захоронения. По оценкам специалистов, срок существования таких аппаратов в этих точках орбиты может составлять 200 и более лет.

Из 13 тысяч искусственных объектов России и другим странам СНГ принадлежит 4528 фрагментов космического мусора (1375 спутников и 3153 ступени ракет и другого космического мусора) .

За США числится 4259 объектов (1096 спутников и 3163 ступени ракет и других элементов космической техники) .

Китайский вклад в засорение космоса почти в два раза меньше. Общее количество числящихся за КНР объектов — 2774 (70 спутников и 2704 обломков космической техники и ступеней ракет-носителей) .

Франции принадлежит 376 искусственных объектов на земной орбите, Японии — 175, Индии — 144, Европейскому космическому агентству — 74. Другим странам — 521 объект искусственного происхождения.

otvet.mail.ru

сколько километров от земли до космоса?

от земли до самый верзней оболочки земли 50,000 км
до луны 80,000 км

Считается космос начинается на уровне 100 км. от земли.

Условная граница космоса — 100 км.
Условная потому что там же нет натянутых верёвочек с табличками: «Внимание! Дальше начинается космос, пролёт на самолётах категорически запрещён! «, просто так договорились.

На самом деле, есть ряд причин, почему договорились именно так, но они тоже, довольно условны.

С высоты 30 км уже начинается

сначала разберись с терминами, а потом задавай вопросы. космос — это весь материальный мир и растояние до него 0 км. космическое пространство — это относительно пустая часть космоса находящаяся за пределами атмосфер небесных тел. для земли граница космического пространства лежит на линии Кармана — 100 км над уровнем моря.

Земля НАХОДИТСЯ в нем. Сколько метров от тебя до комнаты, в которой ты сидишь? Будь все-таки построже в словах! Ты ведь имела в виду не космос, а только безвоздушное пространство, верно? Строго говоря, у атмосферы нет четкой верхней границы. Какие признаки «космоса» тебя интересуют?
Там, где нельзя дышать? Уже на 5 километрах ты сможешь еле-еле существовать с одышкой. А на 10 — задохнешься с гарантией. Тем не менее, самолету даже до 20 км. еще может хватать воздуха, чтобы держаться на крыле. Стратостат может подняться до 30 км за счет громадного запаса подъемной силы. С этой высоты звезды днем уже хорошо видны. На 50 км — небо уже совсем черное, и все же воздух еще имеется — именно там «живут» полярные сияния, которые ест не что иное как ионизация воздуха. На 100 км. присутствие воздуха настолько уже мало, что аппарат может лететь со скоростью нескольких километров в секунду и практически не испытывать сопротивления. Разве что приборами можно уловить наличие отдельных молекул воздуха. На 200 км. уже и приборы ничего не покажут, хотя количество молекул газа на кубометр все-таки значительно больше, чем в межпланетном пространстве.
Так где начинается «космос»?

километров 250.практический вопрос?

NASA считают границей космоса 122 км

На такой высоте шаттлы переключались с обычного маневрирования с использованием только ракетных двигателей на аэродинамическое с «опорой» на атмосферу.

Есть ещё одна точка зрения, которая определяет границу космоса на расстоянии в 21 миллион километров от Земли - на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействие Земли.

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).

2000 км - атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.

100 000 км - верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Последние проявления земной атмосферы закончились, началось межпланетное пространство.

от 150 км до 300 км, Гагарин летал вокруг Земли на высоте 200 км, а от СПБ до Москвы 650 км

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.

Расстояние между Землей и Луной громадно, но кажется крохотным в сравнении с масштабами космоса.

Космические просторы, как известно, довольно масштабны, а потому астрономы не используют для их измерения метрическую систему, привычную для нас. В случае с расстоянием до (384 000 км) километры еще могут быть применимы, однако если выразить в этих единицах расстояние до Плутона, то получится 4 250 000 000 км, что уже менее удобно для записи и вычислений. По этой причине у астрономов в ходу иные единицы измерения расстояния, о которых читайте ниже.

Наименьшей из таких единиц является (а.е.). Исторически так сложилось, что одна астрономическая единица равняется радиусу орбиты Земли вокруг Солнца, иначе - среднее расстояние от поверхности нашей планеты до Солнца. Данный метод измерения был наиболее подходящим для изучения структуры Солнечной системы в XVII веке. Ее точное значение 149 597 870 700 метра. Сегодня астрономическая единица используется в расчетах с относительно малыми длинами. То есть при исследовании расстояний в пределах Солнечной системы или планетных систем.

Световой год

Несколько большей единицей измерения длины в астрономии является . Он равен расстоянию, которое проходит свет в вакууме за один земной, юлианский год. Подразумевается также нулевое влияние гравитационных сил на его траекторию. Один световой год составляет около 9 460 730 472 580 км или 63 241 а.е. Данная единица измерения длины используется лишь в научно-популярной литературе по той причине, что световой год позволяет читателю получить примерное представление о расстояниях в галактическом масштабе. Однако из-за своей неточности и неудобности световой год практически не используется в научных работах.

Парсек

Наиболее практичной и удобной для астрономических вычислений является такая единица измерения расстояния как . Чтобы понять ее физический смысл, следует рассмотреть такое явление как параллакс. Его суть состоит в том, что при движении наблюдателя относительно двух отдаленных друг от друга тел, видимое расстояние между этими телами также меняется. В случае со звездами происходит следующее. При движении Земли по своей орбите вокруг Солнца визуальное положение близких к нам звезд несколько меняется, в то время как дальние звезды, выступающие в роли фона, остаются на тех же местах. Изменение положения звезды при смещении Земли на один радиус ее орбиты, называется годичный параллакс, который измеряется в угловых секундах.

Тогда один парсек равен расстоянию до звезды, годичный параллакс которой равен одной угловой секунде - единице измерения угла в астрономии. Отсюда и название «парсек», совмещенное из двух слов: «параллакс» и «секунда». Точное значение парсека равняется 3,0856776·10 16 метра или 3,2616 светового года. 1 парсек равен примерно 206 264,8 а. е.

Метод лазерной локации и радиолокации

Эти два современных метода служат для определения точного расстояния до объекта в пределах Солнечной системы. Он производится следующим образом. При помощи мощного радиопередатчика посылается направленный радиосигнал в сторону предмета наблюдения. После чего тело отбивает полученный сигнал и возвращает на Землю. Время, потраченное сигналом на преодоление пути, определяет расстояние до объекта. Точность радиолокации - всего несколько километров. В случае с лазерной локацией, вместо радиосигнала лазером посылается световой луч, который позволяет аналогичными расчетами определить расстояние до объекта. Точность лазерной локации достигается вплоть до долей сантиметра.

Метод тригонометрического параллакса

Величина выбранного базиса определяет точность измерения. Ведь если звезда расположена на очень большом расстоянии от нас, то измеряемые углы будут почти перпендикулярны базису и погрешность в их измерении может значительно повлиять на точность посчитанного расстояния до объекта. Поэтому следует выбирать в качестве базиса максимально отдаленные точки на . Изначально в роли базиса выступал радиус Земли. То есть наблюдатели располагались в разных точках земного шара и измеряли упомянутые углы, а угол, расположенный напротив базиса назывался горизонтальным параллаксом. Однако позже в качестве базиса стали брать большее расстояние - средний радиус орбиты Земли (астрономическая единица), что позволило измерять расстояние до более отдаленных объектов. В таком случае, угол, лежащий напротив базиса, называется годичным параллаксом.

Однако в 1989 год Европейским космическим агентством был запущен космический телескоп Hipparcos, который позволил определить звезды на расстоянии до 1000 парсек. В результате полученных данных ученые смогли составить трехмерную карту распределения этих звезд вокруг Солнца. В 2013 году ЕКА запустило следующий спутник - Gaia, точность измерения которого в 100 раз лучше, что позволяет наблюдать все звезды . Если бы человеческие глаза обладали точностью телескопа Gaia, то мы имели бы возможность видеть диаметр человеческого волоса с расстояния 2 000 км.

Метод стандартных свечей

В качестве стандартных свечей в астрономии выступают объекты, (аналог мощности источника) которых известна. Это может быть любого рода звезда. Для определения ее светимости астрономы измеряют температуру поверхности, опираясь на частоту ее электромагнитного излучения. После чего, зная температуру, позволяющую определить спектральный класс звезды, выясняют ее светимость при помощи . Затем, имея значения светимости и измерив яркость (видимую величину) звезды, можно посчитать расстояние до нее. Такая стандартная свеча позволяет получить общее представление о расстоянии до галактики, в которой она находится.

Уникальные стандартные свечи

Наиболее используемые стандартные свечи, представляющие собой переменные пульсирующие звезды. Изучив физические особенности этих объектов, астрономы узнали, что цефеиды обладают дополнительной характеристикой - периодом пульсации, который легко можно измерить и который соответствует определенной светимости.

Цефеиды — «маяки Вселенной».

Кроме цефеид в качестве стандартных свечей могут использоваться и другие переменные звезды с известными зависимостями период-светимость, а также для наибольших расстояний — сверхновые с известной светимостью. Близким по точности к методу цефеид является метод, с красными гигантами в роли стандартных свеч. Как выяснилось, ярчайшие красные гиганты имеют абсолютную звездную величину в достаточно узком диапазоне, которая позволяет посчитать светимость.

Расстояния в цифрах

Расстояния в Солнечной системе:

1 а.е. от Земли до = 500 св. секунд или 8,3 св. минуты
30 а. е. от Солнца до = 4,15 световых часа
132 а.е. от Солнца - таково расстояние до космического аппарата « », было отмечено 28 июля 2015 года. Данный объект является самым отдаленным из тех, что были сконструированы человеком.

Расстояния в Млечном Пути и за его пределами:

1,3 парсека (268144 а.е. или 4,24 св. года) от Солнца до - ближайшей к нам звезды
8 000 парсек (26 тыс. св. лет) - расстояние от Солнца до Млечного Пути
30 000 парсек (97 тыс. св. лет) - примерный диаметр Млечного Пути
770 000 парсек (2,5 млн. св. лет) - расстояние до ближайшей большой галактики -
300 000 000 пк — масштабы в которых практически однородна
4 000 000 000 пк (4 гигапарсек) - край наблюдаемой Вселенной. Это расстояние прошел свет, регистрируемый на Земле. Сегодня объекты, излучившие его, с учетом , расположены на расстоянии 14 гигапарсек (45,6 млрд. световых лет).

Андрей Кисляков, для РИА Новости.

Но степень разреженности атмосферы - далеко не единственный параметр, определяющий границу космоса. Тем более что «земной воздух» на высоте 100 км не заканчивается. А как, скажем, меняется состояние того или иного вещества с увеличением высоты? Может это и есть главное, что определяет начало космоса? Американцы, в свою очередь, считают любого, кто побывал на высоте 80 км, истинным астронавтом.

Для этой цели в Канаде разработали специальный прибор STII (Super - Thermal Ion Imager), который вывели на орбиту с космодрома на Аляске два года назад. С его помощью и было установлено, что граница между атмосферой и космосом расположена на высоте 118 километров над уровнем моря.