Космическое пространство

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
(перенаправлено с «Ближний космос»)
Запрос «Космос» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Границы атмосферы

Косми́ческое простра́нство, ко́смос (др.-греч. κόσμος — «упорядоченность», «порядок») — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Космос не является абсолютно пустым пространством: в нём есть, хотя и с очень низкой плотностью, межзвёздное вещество (преимущественно молекулы водорода), кислород в малых количествах (остаток после взрыва звезды), космические лучи и электромагнитное излучение, а также гипотетическая тёмная материя.

Этимология

В своём изначальном понимании греческий термин «космос» (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 плеоназм «космическое пространство».

Границы

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[2][3][4][5].

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[3][4].

Солнечная система

Пространство в Солнечной системе называют межпланетным пространством, которое переходит в межзвёздное пространство в точках гелиопаузы солнцестояния. Вакуум космоса 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.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

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[6].

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[7].

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 её, по сути, кипеть[8].

Границы на пути в космос и пределы дальнего космического пространства

Атмосфера и ближний космос

Запрос «ближний космос» перенаправляется сюда. На эту тему нужна отдельная статья.
  • Уровень моря — атмосферное давление 101,325 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст), плотность среды 2,55⋅1022 молекул в дм³[9]. Яркость дневного ясного неба 1500—5000 кд/м² при высоте Солнца 30—60°[10][11].
  • 0,5 км — до этой высоты проживает 80 % человеческого населения мира.
  • 2 км — до этой высоты проживает 99 % населения мира[12].
  • 2—3 км — начало проявления недомоганий (горная болезнь) у неакклиматизированных людей.
  • 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров.
  • 5,0 км — 50 % от атмосферного давления на уровне моря (см. Стандартная атмосфера).
  • 5,1 км — самый высокорасположенный постоянный населённый пункт город Ла-Ринконада (Перу).
  • 5,5 км — пройдена половина массы атмосферы[13] (гора Эльбрус). Яркость неба в зените 646—1230 кд/м²[14].
  • 6 км — граница обитания человека (временные посёлки шерпов в Гималаях[15]), граница жизни в горах.
  • до 6,5 км — снеговая линия в Тибете и Андах. Во всех прочих местах она располагается ниже, в Антарктиде до 0 м над уровнем моря.
  • 6,6 км — самая высоко расположенная каменная постройка (гора Льюльяильяко, Южная Америка)[16].
  • 7 км — граница приспособляемости человека к длительному пребыванию в горах.
  • 7,99 км — граница однородной атмосферы при 0 °C и одинаковой плотности от уровня моря. Яркость неба снижается пропорционально уменьшению высоты однородной атмосферы на данном уровне[17].
  • 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть. Яркость неба в зените 440—893 кд/м²[18].
  • 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком в космос.
  • 9 км — предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом.
  • 10—12 км — граница между тропосферой и стратосферой (тропопауза) в средних широтах. Также это граница подъёма обычных облаков, дальше простирается разрежённый и сухой воздух.
  • 12 км — дыхание воздухом эквивалентно пребыванию в космосе (одинаковое время потери сознания ~10—20 с)[19]; предел кратковременного дыхания чистым кислородом без дополнительного давления.
    Потолок дозвуковых пассажирских авиалайнеров. Яркость неба в зените 280—880 кд/м²[14].
  • 15—16 км — дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе[19].
    Над головой осталось 10 % массы атмосферы[20]. Небо становится тёмно-фиолетовым (10—15 км)[21].
  • 16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление.
  • 18,9—19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека: закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние жидкости ещё не кипят, так как тело генерирует достаточно внутреннего давления, но могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза.
  • 19 км — яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5 % от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3—75 свечей[22] против 1490 кд/м²[10]), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.
  • 20 км — зона от 20 до 100 км по ряду параметров считается «ближним космосом». На этих высотах вид из иллюминатора почти как в околоземном космосе, но спутники здесь не летают, небо тёмно-фиолетовое и чёрно-лиловое, хотя и выглядит чёрным по контрасту с яркими Солнцем и поверхностью.
    Потолок тепловых аэростатов-монгольфьеров (19 811 м)[23].
  • 20—30 км — начало верхней атмосферы[24].
  • 20—22 км — верхняя граница биосферы: предел подъёма ветрами живых спор и бактерий[25].
  • 20—25 км — озоновый слой в средних широтах. Яркость неба днём в 20—40 раз меньше яркости на уровне моря[26], как в центре полосы полного солнечного затмения и как в сумерки, когда Солнце ниже горизонта на 2—3 градуса и могут быть видны планеты.
  • 25 км — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере)[27].
  • 25—26 км — максимальная высота реального применения существующих реактивных самолётов.
  • 29 км — самая низкая научно определённая граница атмосферы по закону изменения давления и падения температуры с высотой, XIX век[28][29]. Тогда не знали о стратосфере и обратном подъёме температуры.
  • 30 км — яркость неба в зените 20—35 кд/м² (~1 % наземного)[30], звёзд не видно, могут быть видны самые яркие планеты[31]. Высота однородной атмосферы над этим уровнем 95—100 м[32][30].
  • 30—100 км — средняя атмосфера по терминологии COSPAR[33].
  • 34,4 км — среднее давление у поверхности Марса соответствует этой высоте[34]. Тем не менее этот разреженный газ способен ветрами поднять пыль, окрашивающую марсианское небо в жёлто-розовый цвет[35].
  • 34,668 км — рекорд высоты стратостата с двумя пилотами (проект «Страто-Лаб»[англ.], 1961 г.)
  • ок. 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте атмосферное давление 611,657 Па и вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде.
  • 37,8 км — рекорд высоты полёта турбореактивных самолётов (МиГ-25М, динамический потолок)[36].
  • ок. 40 км (52 000 шагов) — верхняя граница атмосферы в XI веке: первое научное определение её высоты по продолжительности сумерек и диаметру Земли (арабский учёный Альгазен, 965—1039 гг.)[37]
  • 41,42 км — рекорд высоты стратостата, управляемого одним человеком, а также рекорд высоты прыжка с парашютом (Алан Юстас, 2014 г.)[38]. Предыдущий рекорд — 39 км (Феликс Баумгартнер, 2012 г.)
  • 45 км — теоретический предел для прямоточного воздушно-реактивного самолёта.
  • 48 км — атмосфера не ослабляет ультрафиолетовые лучи Солнца[39].
  • 50—55 км — граница между стратосферой и мезосферой (стратопауза).
  • 50—150 км — в этой зоне ни один аппарат не сможет долго лететь на постоянной высоте[40][41].
  • 51,694 км — последний пилотируемый рекорд высоты в докосмическую эпоху (Джозеф Уокер на ракетоплане X-15, 30 марта 1961 г., см. Список полетов X-15[англ.]). Высота однородной атмосферы 5,4 м[17] — менее 0,07 % её массы.
  • 53,7 км — рекорд высоты беспилотного газового аэростата метеозонда (20 сентября 2013 г., Япония)[42].
  • 55 км — спускаемый аппарат при баллистическом спуске испытывает максимальные перегрузки[43].
    Атмосфера перестаёт поглощать космическую радиацию[44]. Яркость неба ок. 5 кд/м²[45][46]. Выше свечение некоторых явлений может намного перекрывать яркость рассеянного света (см. далее).
  • 40—80 км — максимальная ионизация воздуха (превращение воздуха в плазму) от трения о корпус спускаемого аппарата при входе в атмосферу с первой космической скоростью[47].
  • 60 км — начало ионосферы — области атмосферы, ионизированной солнечным излучением.
  • 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Галлея на основе измерений давления альпинистами, закона Бойля и наблюдений за метеорами[48].
  • 80 км — высота перигея ИСЗ, с которого начинается сход с орбиты[49].
    Начало регистрируемых перегрузок при спуске с 1-й космической скоростью (СА Союз)[50].
  • 75—85 км — высота появления серебристых облаков, иногда имеющих яркость до 1—3 кд/м²[51].
  • 80,45 км (50 миль) — граница космоса в ВВС США. NASA придерживается высоты ФАИ 100 км[52][53].
  • 80—90 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза). Яркость неба 0,08 кд/м²[54][55].
  • 90 км — начало регистрируемых перегрузок при спуске со второй космической скоростью.
  • 90—100 км — турбопауза, ниже которой гомосфера, где воздух перемешивается и одинаков по составу, а выше — гетеросфера, в которой ветры останавливаются и воздух делится на слои разных по массе газов.
  • ок. 100 км — начало плазмосферы, где ионизированный воздух взаимодействует с магнитосферой.
  • ок. 100 км — самый яркий натриевый слой свечения атмосферы толщиной 10—20 км[56], из космоса наблюдается как единый светящийся слой[57]
  • 100 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г.: открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли — Хевисайда 90—120 км[58].

Околоземное космическое пространство

  • 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, рубеж между аэронавтикой и космонавтикой. Летающий корпус и крылья начиная со 100 км 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 12 квадриллионов частиц на 1 дм³[59], яркость тёмно-буро-фиолетового неба 0,01—0,0001 кд/м² — приближается к яркости тёмно-синего ночного неба[60][54]. Высота однородной атмосферы 45 см[17].
  • 100—110 км — начало разрушения спутника: обгорание антенн и панелей солнечных батарей[61].
  • 110 км — минимальная высота аппарата, буксируемого более высоколетящим тяжёлым спутником[41].
  • 110—120 км[62] — минимальная высота начала последнего витка спутника с наименьшим BC[63].
  • 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряженных частиц[64].
  • 121—122 — самый низкий начальный перигей секретных спутников, но апогей их был 260—400 км.[65]
  • 122 км (400 000 футов) — первые заметные проявления атмосферы при возвращении с орбиты: набегающий воздух стабилизирует крылатый аппарат типа Спейс Шаттл носом по ходу движения[4].
  • 120—130 км[62] — шарообразный спутник диаметром 1—1,1 м и массой 500—1000 кг, завершая оборот, переходит в баллистический спуск[66][67][68]; однако обычно спутники менее плотные, имеют необтекаемые выступающие детали, и потому высота начала последнего витка не менее 140 км[69].
  • 135 км — максимальная высота начала сгорания самых быстрых метеоров и болидов[70].
  • 150 км[62] — спутник с геометрически нарастающей быстротой теряет высоту, ему осталось существовать 1—2 оборота[71]; спутник диаметром 1,1 м массой 1000 кг за один оборот спустится на 20 км[66].
  • 150—160 км — дневное небо становится чёрным[58][72]: яркость неба приближается к минимальной различаемой глазом яркости 1⋅10-6 кд/м²[73][54][74].
  • 160 км (100 миль) — граница начала более-менее стабильных низких околоземных орбит.
  • 188 км — высота первого беспилотного космического полёта (ракета Фау-2, 1944 г.)[75][76]
  • 200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
  • 302 км — максимальная высота (апогей) первого пилотируемого космического полёта (Ю. А. Гагарин на космическом корабле Восток-1, 12 апреля 1961 г.)
  • 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г.: открытие слоя Эплтона[58].
  • 350 км — наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
  • ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции. Наибольшая высота ядерных испытаний (Starfish Prime, 1962 г.). Взрыв создал временный искусственный радиационный пояс, который мог бы умертвить космонавтов на околоземных орбитах, но в это время не проводилось пилотируемых полётов.
  • 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека. Не различаемая глазом яркость неба всё ещё имеет место[46].
  • 690 км — средняя высота границы между термосферой и экзосферой (Термопауза, экзобаза). Выше экзобазы длина свободного пробега молекул воздуха больше высоты однородной атмосферы и если они летят вверх со скоростью более второй космической, то с вероятностью свыше 50 % покинут атмосферу.
  • 947 км — высота апогея первого искусственного спутника Земли (Спутник-1, 1957 г.).
  • 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы; но обычно хорошо заметные сияния яркостью до 1 кд/м²[77][78] происходят на высотах 90—400 км. Плотность среды 400—500 миллионов частиц на 1 дм³[79][80].
  • 1300 км — зарегистрированная граница атмосферы к 1950 году[81].
  • 1320 км — максимальная высота траектории баллистической ракеты при полёте на расстояние 10 тыс. км[82].
  • 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком до первых полётов к Луне; космонавты впервые увидели не просто закруглённый горизонт, а шарообразность Земли (корабль Джемини-11 2 сентября 1966 г.)[83].
  • 2000 км — условная граница между низкими и средними околоземными орбитами. Атмосфера не оказывает воздействия на спутники, и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
  • 3000 км — максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5—1 Гр/час — смертельная доза в течение нескольких часов полёта)[84].
  • 12 756,49 км — мы удалились на расстояние, равное экваториальному диаметру планеты Земля.
  • 17 000 км — максимум интенсивности внешнего электронного радиационного пояса до 0,4 Гр в сутки[85].
  • 27 743 км — расстояние пролёта заранее (свыше 1 дня) обнаруженного астероида 2012 DA14.
  • 35 786 км — граница между средними и высокими околоземными орбитами[англ.].
    Высота геостационарной орбиты, спутник на такой орбите будет всегда висеть над одной точкой экватора. Плотность частиц на этой высоте ~20—30 тыс. атомов водорода на дм³[86].
  • ок. 80 000 км — теоретический предел атмосферы в первой половине XX века. Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила превосходила бы притяжение, и молекулы воздуха, вышедшие за эту границу, разлетались бы в разные стороны[87][88]. Граница оказалась близка к реальной и явление рассеяния атмосферы имеет место, но происходит оно из-за теплового и корпускулярного воздействия Солнца во всём объёме экзосферы.
  • ок. 90 000 км — расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
  • ок. 100 000 км — верхняя граница экзосферы (геокорона) Земли со стороны Солнца[89], во время повышенной солнечной активности она уплотняется до 5 диаметров Земли (~60 тыс. км). Однако с теневой стороны последние следы «хвоста» экзосферы, сдуваемого солнечным ветром, могут прослеживаться до расстояний 50—100 диаметров Земли (600—1200 тыс. км)[90]. Каждый месяц в течение четырёх дней этот хвост пересекает Луна[91].

Межпланетное пространство

Межзвёздное пространство

См. также: Объект глубокого космоса
  • ок. 300 000 000 000 км (300 млрд км) — ближняя граница облака Хиллса, являющегося внутренней частью облака Оорта — большого, но очень разреженного шарообразного скопища ледяных глыб, которые медленно летят по своим орбитам. Изредка выбиваясь из этого облака и приближаясь к Солнцу, они становятся долгопериодическими кометами.
  • 4 500 000 000 000 км (4,5 трлн км) — расстояние до орбиты гипотетической планеты Тюхе, вызывающей исход комет из Облака Оорта в околосолнечное пространство.
  • 9 460 730 472 580,8 км (ок. 9,5 трлн км) — световой год — расстояние, которое свет со скоростью 299 792 км/с проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.
  • до 15 000 000 000 000 км — дальность вероятного нахождения гипотетического спутника Солнца звезды Немезида, ещё одного возможного виновника прихода комет к Солнцу.
  • до 20 000 000 000 000 км (20 трлн км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — внешняя граница Облака Оорта, максимальная дальность существования спутников Солнца (планет, комет, гипотетических слабосветящих звёзд).
  • 30 856 776 000 000 км — 1 парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения межзвёздных 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 известной звезды Проксима Центавра.
  • ок. 56 000 000 000 000 км (56 трлн км, 5,96 св. года — расстояние до летящей звезды Барнарда. К ней предполагалось послать первый реально проектируемый с 1970-х годов беспилотный аппарат «Дедал», способный долететь и передать информацию в пределах одной человеческой жизни (около 50 лет).
  • 100 000 000 000 000 км (100 трлн км, 10,57 св. года) — в пределах этого радиуса находятся 18 ближайших звёзд, включая Солнце.
  • ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система (плотность среды этого облака 300 атомов на 1 дм³).
  • ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадрлн км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря, в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой (плотность среды 50 атомов на 1 дм³).
  • ок. 33 000 000 000 000 000 км (33 квадрлн км, 3500 св. лет) — толщина галактического Рукава Ориона, вблизи внутреннего края которого находится Местный пузырь.
  • ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квадрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь (англ. Milky Way). До конца XIX века Галактика считалась пределом всей Вселенной.
Галактика М31 Андромеда, ближайшая галактика к Млечному пути)
  • ок. 1 000 000 000 000 000 000 км (1 квинтлн км, 100 тысяч св. лет) — диаметр нашей галактики Млечный Путь, в ней 200—400 миллиардов звёзд, суммарная масса вместе с чёрными дырами, тёмной материей и другими невидимыми объектами — ок. 3 триллионов Солнц. За её пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик. Объём межгалактического пространства многократно больше объёма межзвёздного, а плотность среды его — менее 1 атома водорода на 1 дм³.

Межгалактическое пространство

Этот рисунок представляет собой фрагмент паутинной структуры Вселенной, называемой «космической паутиной». Эти большие нити состоят в основном из тёмной материи, расположенной в пространстве между галактиками. Кредит: НАСА, ЕКА и Э. Холлман (Университет Колорадо, Боулдер)
Этот рисунок представляет собой фрагмент паутинной структуры Вселенной, называемой «космической паутиной». Эти большие нити состоят в основном из тёмной материи, расположенной в пространстве между галактиками. Кредит: НАСА, ЕКА и Э. Холлман (Университет Колорадо, Боулдер)

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

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.

Скорости разгона космического аппарата при помощи одного только ионного двигателя для вывода его на земную орбиту недостаточно, но для движения в межпланетном космическом пространстве и маневрирования он вполне подходит и используется достаточно часто.

Примечания

  1. ↑ CABINET // In Between Space and Cosmos. Дата обращения: 9 октября 2015. Архивировано 5 сентября 2015 года.
  2. ↑ Sanz Fernández de Córdoba. Presentation of the Karman separation line, used as the boundary separating Aeronautics and Astronautics (англ.). Официальный сайт Международной авиационной федерации. Дата обращения: 26 июня 2012. Архивировано 22 августа 2011 года.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Андрей Кисляков. Где начинается граница космоса?. РИА Новости (16 апреля 2009). Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Ученые уточнили границу космоса. Lenta.ru (10 апреля 2009). Дата обращения: 4 сентября 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  5. ↑ Найдена ещё одна граница космоса (недоступная ссылка). Мембрана (10 апреля 2009). Дата обращения: 12 декабря 2010. Архивировано 22 августа 2011 года.
  6. ↑ Бездушное пространство: Смерть в открытом космосе Архивная копия от 10 июня 2009 на Wayback Machine, «Популярная механика», 29 ноября 2006 г
  7. ↑ NASA: Human Body in a Vacuum. Дата обращения: 7 мая 2007. Архивировано 4 июня 2012 года.
  8. ↑ Космонавты рассказали, что ждет человека в открытом космосе. Дата обращения: 25 марта 2016. Архивировано 25 марта 2016 года.
  9. ↑ Атмосфера стандартная. Параметры. — М.: ИПК Издательство стандартов, 1981.
  10. ↑ 10,0 10,1 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 49
  11. ↑ Таблицы физических величин / под ред. акад. И.К.Кикоина. — М.: Атомиздат, 1975. — С. 647.
  12. ↑ Максаковский В.П. Географическая картина мира. — Ярославль: Верхневолжское издательство, 1996. — С. 108. — 180 с.
  13. ↑ Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М.: Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 381.
  14. ↑ 14,0 14,1 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 49, 53
  15. ↑ Гвоздецкий Н.А., Голубчиков Ю.Н. Горы. — М.: Мысль, 1987. — С. 70. — 399 с.
  16. ↑ Книга рекордов Гиннесса. Пер. с англ. — М.: "Тройка", 1993. — С. 96. — 304 с. — ISBN 5-87087-001-1.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 23
  18. ↑ Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 53
  19. ↑ 19,0 19,1 Черняков, Дмитриев, Непомнящий, 1975, с. 339.
  20. ↑ Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М.: Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 381.
  21. ↑ Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М.: Сов. энциклопедия, 1953. — Т. 3. — С. 380.
  22. ↑ Труды всесоюзной конференции по изучению стратосферы. Л.-М., 1935. — С. 174, 255.
  23. ↑ Книга рекордов Гиннесса. Пер. с англ. — М.: "Тройка", 1993. — С. 141. — 304 с. — ISBN 5-87087-001-1.
  24. ↑ Космонавтика: Энциклопедия. — М.: Сов. энциклопедия, 1985. — С. 34. — 528 с.
  25. ↑ Зигель Ф. Ю. Города на орбитах. — М.: Детская литература, 1980. — С. 124. — 224 с.
  26. ↑ H.A. Miley, E.H. Cullington, J.F. Bedinger Day‐sky brightness measured by rocketborne photoelectric photometers // Eos, Transactions American Geophysical Union, 1953, Vol. 34, 680—694
  27. ↑ Большая Советская энциклопедия. 2-е издание. — М.: Сов. энциклопедия, 1953. — С. 95.
  28. ↑ Техническая энциклопедия. — М.: Издательство иностранной литературы, 1912. — Т. 1. Выпуск 6. — С. 299.
  29. ↑ A.Ritter. Anwendunger der mechan. Wärmetheorie auf Kosmolog. Probleme, Лейпциг, 1882. Стр. 8—10
  30. ↑ 30,0 30,1 Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 25, 49
  31. ↑ Koomen M.J. Visibility of Stars at High Altitude in Daylight // Journal of the Optical Society of America, Vol. 49, N 6, 1959, pp. 626—629
  32. ↑ Смеркалов В. А. Спектральная яркость дневного неба на различных высотах// Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып.871, 1961. — С. 44
  33. ↑ Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — С. 5. — 208 с.
  34. ↑ Атмосфера стандартная. Параметры. — М.v.aspx: ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 37. — 180 с.
  35. ↑ На Земле подобного эффекта нет и небо остаётся темным, поскольку пыль на такую высоту не поднимается
  36. ↑ Рекорды МиГ-25. Дата обращения: 28 июня 2014. Архивировано 27 сентября 2015 года.
  37. ↑ Ф. Розенберг. История физики. Л., 1934.. Дата обращения: 20 октября 2012. Архивировано 16 мая 2013 года.
  38. ↑ Parachutist’s Record Fall: Over 25 Miles in 15 Minutes. Дата обращения: 25 октября 2014. Архивировано 17 апреля 2021 года.
  39. ↑ Бургесс З. К границам пространства. — М.: Издательство иностранной литературы, 1957. — 224 с. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 20 октября 2012. Архивировано 12 февраля 2013 года.
  40. ↑ Обычные самолёты и аэростаты на эти высоты не поднимаются, ракетопланы, геофизические и метеорологические ракеты слишком быстро тратят топливо и вскоре начинают падение, спутники с круговой орбитой, то есть формально с постоянной высотой, здесь также долго не задерживаются из-за нарастающего сопротивления воздуха, см. далее.
  41. ↑ 41,0 41,1 Белецкий В., Левин У. Тысяча и один вариант «космического лифта». // Техника — молодёжи, 1990, № 10. — С. 5
  42. ↑ 無人気球到達高度の世界記録更新について. (Японское агентство аэрокосмических исследований). Дата обращения: 25 июня 2017. Архивировано 20 июня 2017 года.
  43. ↑ Космическая техника / Сайферт Г.. — М.: «Наука», 1964. — С. 381. — 728 с.
  44. ↑ Бургесс З. К границам пространства. — М.: Издательство иностранной литературы, 1957. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 3 февраля 2017. Архивировано 30 декабря 2016 года.
  45. ↑ Бирюкова Л. А. Опыт определения яркости неба до высот 60 км // Труды ЦАО, 1959, вып. 25 — С. 77—84
  46. ↑ 46,0 46,1 Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — С. 145. — 208 с.
  47. ↑ Попов Е. И. Спускаемые аппараты. — М.: «Знание», 1985. — 64 с.
  48. ↑ Бургесс З. К границам пространства / пер. с англ. С. И. Кузнецова и Н. А. Закса; под ред. Д. Л. Тимрота. — М.: Издательство иностранной литературы, 1957. — С. 18. — 224 с.
  49. ↑ Ежегодник БСЭ, 1966. Дата обращения: 4 марта 2017. Архивировано 15 сентября 2012 года.
  50. ↑ Батурин, Ю.М. Повседневная жизнь российских космонавтов. — М.: Молодая гвардия, 2011. — 127 с.
  51. ↑ Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Андреев А. Л. Источники и приемники излучения / под ред. акад. И.К.Кикоина. — СПб.: Политехника, 19901991. — 240 с. — ISBN 5-7325-0164-9.
  52. ↑ A long-overdue tribute. NASA (21 октября 2005). Дата обращения: 30 октября 2006. Архивировано 24 октября 2018 года.
  53. ↑ Wong, Wilson & Fergusson, James Gordon (2010), Military space power: a guide to the issues, Contemporary military, strategic, and security issues, ABC-CLIO, ISBN 0-313-35680-7, <https://books.google.com/books?id=GFg5CqCojqQC&pg=PA16>  Архивная копия от 17 апреля 2017 на Wayback Machine
  54. ↑ 54,0 54,1 54,2 Микиров А. Е., Смеркалов В. А. Исследование рассеянного излучения верхней атмосферы Земли. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — С. 146. — 208 с.
  55. ↑ Berg O.E. Day sky brightness to 220 km // Journal of Geophysical Research. 1955, vol. 60, № 3, p. 271—277
  56. ↑ http://www.albany.edu/faculty/rgk/atm101/airglow.htm Архивная копия от 16 февраля 2017 на Wayback Machine Airglow
  57. ↑ Физическая энциклопедия / А. М. Прохоров. — М.: Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 139. — 704 с.
  58. ↑ 58,0 58,1 58,2 Бургесс З. К границам пространства. — М.: Издательство иностранной литературы, 1957. — С. 21. — 224 с.
  59. ↑ Атмосфера стандартная. Параметры. — М.: ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 158. — 180 с.
  60. ↑ Смеркалов В. А. Спектральная яркость рассеянного излучения земной атмосферы (метод, расчёты, таблицы) // Труды Краснознамённой ордена Ленина Военно-воздушной академии им. проф. Жуковского Н. Е. Вып. 986, 1962. — С. 27, 49
  61. ↑ Анфимов Н. А. Обеспечение управляемого спуска с орбиты орбитального пилотируемого комплекса «Мир». Дата обращения: 25 сентября 2016. Архивировано 11 октября 2016 года.
  62. ↑ 62,0 62,1 62,2 Спутник на круговой орбите с такой начальной высотой
  63. ↑ Иванов Н. М., Лысенко Л. Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. — М.: Дрофа, 2004.
  64. ↑ Где начинается граница космоса?. Дата обращения: 16 апреля 2016. Архивировано 25 апреля 2016 года.
  65. ↑ Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1970. — С. 520—540. — 592 с.
  66. ↑ 66,0 66,1 Митрофанов А. Аэродинамический парадокс спутника // Квант. — 1998. — № 3. — С. 2-6. Дата обращения: 24 сентября 2016. Архивировано 11 сентября 2016 года.
  67. ↑ Эрике К. Механика полёта сателлоида // Вопросы ракетной техники. — 1957. — № 2.
  68. ↑ Корсунский Л. Н. Распространение радиоволн при связи с искусственными спутниками земли. — М.: «Советское радио», 1971. — С. 112, 113. — 208 с. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения: 7 мая 2016. Архивировано 5 июня 2016 года.
  69. ↑ Захаров Г. В. Энергетический анализ концепта спутника-сборщика атмосферных газов. Дата обращения: 27 декабря 2016. Архивировано 28 декабря 2016 года.
  70. ↑ Федынский В. В. Метеоры. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956.
  71. ↑ Александров С. Г., Федоров Р. Е. Советские спутники и космические корабли. — М.: Издательство Академии Наук СССР, 1961.
  72. ↑ Space Environment and Orbital Mechanics (недоступная ссылка). United States Army. Дата обращения: 24 апреля 2012. Архивировано 2 сентября 2016 года.
  73. ↑ Hughes J. V., Sky Brightness as a Function of Altitude // Applied Optics, 1964,vol. 3, N 10, p. 1135—1138.
  74. ↑ Енохович А. С. Справочник по физике.—2-е изд / под ред. акад. И. К. Кикоина. — М.: Просвещение, 1990. — С. 213. — 384 с.
  75. ↑ Walter Dornberger. Peenemünde. Moewig Dokumentation (Том 4341). — Berlin: Pabel-Moewig Verlag Kg, 1984. — С. 297. — ISBN 3-8118-4341-9.
  76. ↑ Дорнбергер Вальтер. Фау-2. Сверхоружие Третьего Рейха. 1930-1945 = V-2. The Nazi Rocket Weapon / Пер. с англ. И. Е. Полоцка. — М.: Центрполиграф, 2004. — 350 с. — ISBN 5-9524-1444-3.
  77. ↑ Исаев С. И., Пудовкин М. И. Полярные сияния и процессы в магнитосфере Земли / под ред. акад. И. К. Кикоина. — Л.: Наука, 1972. — 244 с. — ISBN 5-7325-0164-9.
  78. ↑ Забелина И. А. Расчёт видимости звёзд и далёких огней. — Л.: Машиностроение, 1978. — С. 66. — 184 с.
  79. ↑ Атмосфера стандартная. Параметры. — М.: ИПК Издательство стандартов, 1981. — С. 168. — 180 с.
  80. ↑ Космонавтика. Маленькая энциклопедия. 2-е издание. — М.: Советская Энциклопедия, 1970. — С. 174. — 592 с.
  81. ↑ Большая Советская Энциклопедия, 3 том. Изд. 2-е. М., «Советская Энциклопедия», 1950. — С. 377
  82. ↑ Николаев М.Н. Ракета против ракеты. М., Воениздат, 1963. С. 64
  83. ↑ Adcock G. Gemini Space Program--Finally, Success. Дата обращения: 4 марта 2017. Архивировано 5 марта 2017 года.
  84. ↑ Бубнов И. Я., Каманин Л. Н. Обитаемые космические станции. — М.: Воениздат, 1964. — 192 с.
  85. ↑ Уманский С. П. Человек в космосе. — М.: Воениздат, 1970. — С. 23. — 192 с.
  86. ↑ Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М.: Советская Энциклопедия, 1968. — С. 451. — 528 с.
  87. ↑ Техническая энциклопедия. 2-е издание. — М.: ОГИЗ РСФСР, 1939. — Т. 1. — С. 1012. — 1184 с.
  88. ↑ Enciclopedia universal ilustrada europeo-americana. — 1907. — Т. VI. — С. 931. — 1079 с.
  89. ↑ Геокорона // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів, 2003. — С. 109. — ISBN 966-613-263-X. (укр.)
  90. ↑ Koskinen, Hannu. Physics of Space Storms: From the Surface of the Sun to the Earth. — Berlin: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. — С. 42. — ISBN ISBN 3-642-00310-9.
  91. ↑ Mendillo, Michael (November 8–10, 2000), The atmosphere of the moon, in Barbieri, Cesare & Rampazzi, Francesca, Earth-Moon Relationships, Padova, Italy at the Accademia Galileiana Di Scienze Lettere Ed Arti: Springer, с. 275, ISBN 0-7923-7089-9, <https://books.google.com/books?id=vpVg1hGlVDUC&pg=PA275>  Архивная копия от 3 мая 2016 на Wayback Machine
  92. ↑ Космонавтика. Маленькая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1970. — С. 292. — 592 с.

Литература

Ссылки


Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Космическое_пространство&oldid=18357486#Атмосфера_и_ближний_космос