Где начинается граница космоса? — РИА Новости, 16.04.2009

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.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Ученые NASA обнаружили экзопланету размером с Землю — Космос

ВАШИНГТОН, 21 августа. /ТАСС/. Специалисты из Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) обнаружили необычную экзопланету размером почти с Земли, но без атмосферы. Об открытии сообщается на сайте американского космического ведомства.

Спецпроект на тему

Планета LHS 3844b расположена на расстоянии в 48,6 светового года от Земли и обращается вокруг звезды, относящейся к спектральному классу М или красным карликам. Ее радиус составляет 1,3 от радиуса нашей планеты, а полный оборот вокруг своей звезды она делает всего за 11 часов.

Поскольку расстояние до красного карлика очень небольшое, LHS 3844b, согласно наблюдениям ученых, всегда повернута к звезде одной стороной. Такое явление называется приливным захватом. Именно это обстоятельство и позволило исследователям заметить отсутствие атмосферы. «Дневная» сторона планеты раскалена до 770 градусов Цельсия, в то время как «ночная» намного холоднее. Если бы у планеты была атмосфера, ее разогрев в одном из полушарий приводил бы к возникновению ветров, которые бы переносили массы горячих газов на «холодную» сторону, и температура бы несколько уравновешивалась. Однако этого не происходит на LHS 3844b. Разница температур между «дневной» и «ночной» сторонами настолько высока, что единственным подходящим объяснением является практически полное или полное отсутствие у этого небесного тела атмосферы.

«Разница температур на этой планете настолько велика, насколько это вообще возможно», — объясняет автор исследования Лора Крайдберг. «Это прекрасно вписывается в нашу модель, согласно которой она представляет собой голый камень без какой-либо атмосферы», — добавила она. Специалисты предполагают, что LHS 3844b внешним видом напоминает Луну или Меркурий, поверхность которых покрыта «морями» из затвердевшей лавы.

Красные карлики

Обнаруженная планета представляет интерес также и тем, что расположена именно у красного карлика. Дело в том, что это наиболее часто встречающийся тип звезд в нашей галактике. Согласно подсчетам ученых, вокруг них расположена значительная часть всех экзопланет.

Такие звезды намного активнее Солнца, и вспышки на них могут уничтожить жизнь на обращающихся вокруг них планетах, если бы она там была, а также привести к исчезновению атмосферы, что, судя по всему, и наблюдается в случае с LHS 3844b. Если это правило, а не исключение, вероятность обнаружить жизнь на таких небесных телах сильно снижается.

«Я все же надеюсь, что другие планеты у красных карликов способны сохранять свои атмосферы», — сказала Крайдберг. «Планеты земного типа в Солнечной системе очень разнообразны, и я ожидаю, что с экзопланетами дела обстоят так же», — добавила она.

Расстояния в космосе. Ближайшие к нам звезды и объекты

Содержание страницы:

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 Само́сскийАстроном, 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 секундыЭто 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, большие 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.

Восемь фактов о космосе и Солнечной системе

12 апреля весь мир отмечает День авиации и космонавтики — памятную дату, посвящённую первому полету человека в космос. Это особенный день — день триумфа науки и всех тех, кто трудится в космической отрасли. К этому празднику мы подготовили для тебя подборку удивительных фактов о космосе и нашей Солнечной системе.

Предыдущее Следующее

{{/if}}

Наша «домашняя» звезда

В масштабах Вселенной Солнце — самая обычная жёлтая звезда. Но в нашей Солнечной системе оно занимает доминирующее положение. Масса Солнца составляет 99,2 % массы всей Солнечной системы. Солнечному свету, который мы видим, «всего» 30 тысяч лет. Солнечная энергия, которая доходит до нас, зародилась в его ядре 30 000 лет назад — столько времени нужно, чтобы фотоны дошли из центра нашей звезды к её поверхности. Потом они долетают до Земли за 8 минут. Температура ядра звезды составляет около 13 миллионов градусов, и вся вырабатываемая им энергия должна пройти через многочисленные слои к поверхности.

Кстати, энергия, исходящая от участка Солнца размерами с мизинец, равняется энергии, излучаемой двумя миллионами восковых свечей. За полтора часа Солнце излучает столько энергии, сколько человечество использует за год.

Из-за солнечного ветра (потока частиц, улетающих с поверхности Солнца в разные стороны), наше Солнце «худеет» более чем на миллиард килограммов в секунду.

Температура в космосе на орбите Земли равна +4°С

Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удалённости орбиты Земли. И для абсолютно чёрного тела, т.е. такого, которое полностью поглощает солнечные лучи.

Считается, что температура в космосе близка к абсолютному нулю. Это не совсем так. Во-первых, вся известная Вселенная нагрета до 3 К реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звёзд температура повышается. А мы живём довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до тех самых +4°С. В тени температура может опускаться до –160°С, например на ночной стороне Луны. Это холодно, но до абсолютного нуля (–273,15°C) ещё далеко.

Давайте сравним…

Космос — это мир огромных величин и гигантских расстояний. Ты можешь представить, что такое 150 миллионов километров? Это среднее расстояние от Солнца до Земли. А среднее расстояние между звёздами — 32 миллиона миллионов километров!

Если бы Солнце было размером с футбольный мяч, тогда Юпитер был бы размером с мяч для гольфа, а Земля — с горошину. Юпитер тогда находился бы в 300 метрах от Солнца, а Плутон — в 2,5 км и имел бы размер средней земной бактерии. При таком раскладе ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, была бы от нас в 16 000 км!

Самая горячая планета

Планета Меркурий находится ближе всего к Солнцу, поэтому можно предположить, что она является самой горячей. Тем не менее это не так. Более того, Меркурий на самом деле сравнительно «холодный». Максимальная температура, которая была зафиксирована на Меркурии, — 427°C. И даже если бы эта температура наблюдалась на всей поверхности планеты, Меркурий всё равно был бы холоднее Венеры, температура поверхности которой достигает 460°C. Почему так происходит? Всё просто. У Меркурия нет атмосферы, поэтому на обращённой к Солнцу стороне планеты царит такая адская жара, в то время как теневая сторона остывает до –173°C. А на Венере атмосфера есть, причём состоит она почти полностью из углекислого газа, который задерживает тепло у поверхности. Про парниковый эффект ты, наверное, слышал. Так вот, на Венере он в десятки раз сильнее, чем на Земле.

«Большие карлики», или Не совсем планеты

Долгое время (если точнее — с 30-х годов прошлого века, когда был открыт Плутон) считалось, что в Солнечной системе 9 планет — Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Но недавние открытия других крупных объектов за пределами орбиты Нептуна вынудили астрономов пересмотреть свои взгляды на устройство Солнечной системы. Плутон был «разжалован» из «полноценных» планет. Правда, при этом, ввели новую категорию небесных тел — карликовые планеты. Это «недопланеты», которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, и не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам — Церера, которая находится в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но скоро мы узнаем о ней намного больше, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у неё испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в нынешнем году благодаря станции New Horizons («Новые горизонты»), которая как раз подлетает к бывшей девятой планете Солнечной системы и уже находится от нее на расстоянии, меньшем, чем расстояние от Земли до Солнца. Согласно расчётам, максимальное сближение «Новых горизонтов» с Плутоном произойдёт 14 июля 2015 года.

У Земли есть двойник?

Да, именно так считают некоторые учёные. Причём находится он не где-то далеко в глубинах космоса, а «совсем рядом» (по космическим меркам, естественно) — в нашей родной Солнечной системе. Это спутник Сатурна — Титан. Ученые заметили, что расстояние между Землёй и Солнцем пропорционально расстоянию между Титаном и Сатурном. Соотношение массы Земли и Солнца такое же, как и соотношение массы Титана и Сатурна. Так же как и Земля, Титан имеет плотную атмосферу, в которой, как и в земной, содержится 75% азота. А после изучения учёными фотографий, полученных с исследовательских космических зондов, на Титане были открыты реки, моря и вулканы. Но из-за того, что Сатурн и Титан находятся гораздо дальше от Солнца, чем Земля, моря там состоят не из воды, а из жидких углеводородов — метана и пропана. Да и вулканы радикально отличаются от земных. Если мы привыкли к тому, что наши вулканы извергают раскалённую лаву, то вулканы Титана — криогенные и извергают пропан, метан и. .. обычный водяной лёд, который из-за низкой температуры на поверхности спутника — твёрже камня.

Учёные предполагают, что под поверхностью Титана расположен тотальный океан этой планеты, состоящий на 90% из воды, в котором могла зародиться примитивная жизнь (например, бактерии).

Солнечное затмение

Солнечное затмение — одно из самых эффектных и величественных астрономических явлений, которые можно наблюдать на Земле. Происходит оно всегда в новолуние, когда наш естественный спутник находится между Солнцем и Землёй и на Землю падает тень от Луны. Есть ещё лунное затмение, которое бывает, когда Луна попадает в тень Земли. Но из-за того, что орбиты Земли и Луны лежат не в одной плоскости, а образуют угол в 5 градусов, солнечное и лунное затмения происходят редко — несколько раз в год. 20 марта 2015 года жители европейской части России могли наблюдать солнечное затмение. Наш корреспондент сделала эту фотографию. На ней Луна закрыла больше половины солнечного диска. Зеленоватый цвет фото обусловлен цветом фильтра, через который наш фотограф снимал затмение. Перевёрнутое изображение внизу — результат отражения света внутри объектива.

Кстати, максимальная продолжительность полного солнеч­ного затмения — 7,5 минут, а полного лунного затмения — 104 минуты.

От Земли — до Луны

Луна — естественный спутник Земли и ближайшее к ней космическое тело (если не брать в расчёт некоторые кометы и астероиды, которые могут пролетать ещё ближе, а иногда — падают на Землю.

А знаете ли вы, что все планеты Солнечной системы могли бы уместиться между Землёй и Луной?

Кажется удивительным? Давайте посчитаем.

Среднее расстояние между Землёй и Луной равно 384 440 км. Диаметр Меркурия равен 4879 км, Венеры — 12 104 км, Марса — 6771 км, Юпитера — 138 350 км, Сатурна — 114 630 км, Урана — 50 532 км, Нептуна — 49 105 км. Если сложить все эти числа, в сумме получится 376 371 км. В оставшиеся 8069 км можно «уместить» целых три Плутона (диаметр — 2390 км), который, как мы уже знаем, был «разжалован» в карликовые планеты.

Ещё более удивительным кажется тот факт, что если бумажный лист сложить пополам 43 раза, он «достигнет» Луны.

Это звучит странно, но так оно и есть. Толщина бумажной страницы — 0,01 см. Значит, если сложить страницы друг на друга, то нам понадобится 3 844 400 000 000 000 страницы, чтобы стопка «доросла» до Луны. Но если складывать бумагу пополам, а потом ещё пополам, а потом ещё, то в дело вступает экспоненциальный рост. Для любой экспоненциально растущей величины — чем большее значение она принимает, тем быстрее растёт. Один раз сложенная страница будет иметь толщину, в 2 раза большую изначальной. Три раза сложенная — в 8 раз больше изначальной. Если бы мы могли сложить страницу 28 раз, она «превысила» бы Эверест. Сложенная 43 раза — «достигла бы» Луны. А 94 раза — дала бы нам нечто размером с видимую Вселенную. Единственная проблема заключается в том, что бумажный лист любого размера невозможно сложить более чем 7 раз.

Интересные факты для вас собрала Л. ЛАЩЕНОВА

Другие статьи по теме: Интересное

 

Планета Земля. Основные параметры, происхождение.

Подробно:

---

© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Земля… Такая милая, родная для всего человечества планета. Много ли мы знаем о ней? Да, много. А много ли того, чего мы не знаем о ней? Очень много, больше того, что знаем. Тайны свои планета наша раскрывает совсем неохотно. В значительной степени это потому, что тайны планеты Земля, так сказать, не только её личные, но это тайны и космические, тайны Вселенной.

Планета Земля

Как космическое тело Земля является планетой, вращающейся вокруг Солнца вместе с другими планетами (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон).

Основные параметры планеты Земля

• Среднее расстояние от Земли до Солнца — 149597870 км.
• Среднее расстояние от Земли до Луны — 384400 км.
• Время полного оборота Земли вокруг своей оси (звёздные сутки) — 23 часа 56 мин. 4,09 сек.
• Период обращения Земли вокруг Солнца (тропический год) — 365,25 суток
• Средняя скорость движения Земли по орбите — 29,76 км/сек.
• Масса 6 000 000 000 000 млрд. тонн.

Размеры Земного шара (эллипсоида):

• Большая полуось (экваториальный радиус), а — 6378,2 км.
• Малая полуось (полярный радиус), в — 6356,9 км.
• Сжатие с=(а-в)/а — 1 : 298,3
• Средний радиус Земли, принимаемой за шар — 6371,2 км.
• Длина меридиана — 40008,6 км.
• Длина экватора — 40075,7 км. (диаметр экватора — 12756 км.)
• Поверхность Земли — 510 100 000 кв.км.
• Средняя высота суши над уровнем океана — 875 м.
• Средняя глубина мирового океана — 3800 м.
• Наибольшая высота суши над уровнем океана — 8848 м. (гора Эверест)
• Наибольшая глубина мирового океана — 11022 м. (Марианская впадина)

Распределение суши и воды на земном шаре

Поверхность земного шара	Северное полушарие		Южное полушарие		Земля в целом
	млн. кв.км	%	млн. кв.км	%	млн. кв.км	%
Суша	100	39	49	19	149	29
Вода	155	61	206	81	361	71
Всего	255	100	255	100	510	100

*) Данные взяты из Малого атласа мира, издательство Москва, 1980.

Из этих данных следует давно общепризнанный факт, что Земля незначительно сжата у полюсо́в. Однако имеются данные о том, что Земля имеет дынеобра́зную форму, т.е. сжата по экватору так, что по вертикальной оси она на несколько десятков километров больше, чем по экваториальной оси. Но эту гипотезу учёных Калифорнийского технологического института мы не рассматриваем и приводим здесь исключительно для све́дения любителей экзотики.

Какова́ же действительная форма Земли по современным представлениям официальной науки? Из приведенных данных (Малый а́тлас мира) следует, что Земля — это шар с отклонениями от математически точной формы. Назвать Землю эллипсоидом рука не поднимается: слишком крохотная для размеров Земли разница между большой и малой осями эллипсоида. Поэтому в науке форму Земли называют геоидом. Это надо понимать так, что Земля имеет форму Земли.

Правда, для людей, которые изо дня в день наблюдают окружающие их предметы и явления природы и не задумываются над их сущностью, причинами и, тем более, происхождением, абсолютно всё равно, какую форму имеет планета Земля. Они не видят потрясающую красоту и великую мудрость окружающего мира, у них не возникают вопросы о том, почему так всё устроено на Земле, и не возникает желания узнать что-нибудь о планете, на которой они живут. Их интересы ограничиваются кругом повседневных житейских забот. Таких людей много, они рядом с нами. Сразу хочу заявить: наш рассказ не для них. Наш рассказ для тех людей, которых интересует всё о Земле: её происхождение и возраст, её красота и богатство, её уникальность как космического тела и как ме́ста возникновения жизни и пребывания нашей человеческой цивилизации. Наш рассказ для людей, которых не просто интересует, а глубоко волнует будущее Земли, её экологии, всей её биосферы, а, значит, и будущее человечества.

В начале нашего рассказа о Земле и геосферах необходимо сказать о том, как произошла Земля. Вопрос о происхождении Земли очень сложен, ибо речь тут может идти о происхождении всей солнечной системы и даже всей галактики, именуемой Млечным путём. На эту тему существует много научных гипотез и просто предположений. Достаточно упомянуть о гипотезе так называемого Большого взрыва. Сразу отметим, что какой-то единой стройной теории происхождения Вселенной и Солнечной системы до сих пор не существует. Различные гипотезы, выдвигаемые разными научными школами и отдельными учёными, часто противоречат друг другу. Можно остановиться, например, на такой гипотезе возникновения Солнечной системы и Земли:

Образование Солнца и планет солнечной системы. Солнце и планеты образовались около пяти миллиардов лет назад из громадного космического газопылево́го облака (1). Это облако имело приплюснутую, чечевицеобразную форму — форму диска. Ученые полагают, что и этот диск, и Солнце образовались из одной и той же вращающейся массы межзвездного газа — протосолнечной туманности. Наименее изучена самая ранняя стадия происхождения Солнечной системы — выделение протосолнечной туманности из гигантского родительского молекулярного облака, принадлежащего Галактике.

Под действием гравитационных сил притяжения облако начало́ сжима́ться, и образовался вращающийся диск из веществ, основная часть которых собралась в центре (2). Центральное ядро уменьшалось, притягивая к себе все больше материи, и в какой-то момент в его недрах под действием огромного давления сжатия пошла ядерная реакция (3) — зажглась звезда, возникло Солнце. Остальное вещество сбивалось в меньшие образования из камней и сгустков газа — так образовались планеты. Солнечная система приняла современный вид (4).

На начальной стадии своего формирования Солнце было очень горячим, что явилось причиной испарения в космос большой части лёгких летучих веществ (преимущественно водорода и гелия), которые находились в области, где формировалась Земля. Другими словами, протопланетная туманность вокруг Солнца разделилась на две различные по составу и температуре части: ближайшая к Солнцу содержала меньше легких элементов и имела достаточное насыщение тяжелыми элементами, в отличие от более удаленной, обедненной тяжелыми элементами и состоящей преимущественно из легких газов. В более отдаленных и холодных областях будущей Солнечной системы, легкие вещества могли конденсироваться, образуя под действием гравитации гигантские газообразные планеты — «газовые планеты-гиганты», такие как Юпитер и Сатурн.

Под действием гравитационных сил материя солнечной туманности аккумулировалась также и во внутренней части туманности — здесь происходило образование Земли и других планет земной группы. Но из-за огромной температуры материя находилась в расплавленном состоянии; более плотные вещества, такие, как железо, никель и их соединения, устремились к центру планеты, тогда как более легкие, например, силикаты разных металлов, из которых впоследствии образовались скальные породы, остались на поверхности. Такой процесс получил название гравитационной дифференциации. По окончании этого процесса температура на Земле постепенно понизилась настолько, что начался процесс затвердения.

Следует отметить, что этот сценарий — только один из теоретических сценариев образования Земли. Например, в 40-х годах XX века академик О.Ю. Шмидт выдвинул ставшую общепринятой гипотезу об образовании Земли и других планет из холодных твёрдых допланетных тел — планетезималей. Планетезима́ль (от англ. planet — планета и infinitesimal — бесконечно малый) — тело, представляющее собой промежуточную ступень формирования планеты из протопланетного газово-пылевого облака. Более детально основные моменты теорий образования планет мы рассмотрим в отдельной главе, посвященной происхождению Солнечной системы.

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript. Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Космонавты опять сняли НЛО: объясняем самые известные снимки из космоса :: РБК Тренды

Кто и зачем фотографирует в космосе, правда ли, что НЛО видели даже на орбите и как фото из космоса помогают изменить представление о Вселенной

Для чего нужны снимки из космоса

Наблюдениями за космосом и небесными телами занимается астрономия. Астрофизика и космология — разделы астрономии, в рамках которых изучают, из чего состоят небесные тела и межзвездное пространство, какие процессы происходят во Вселенной, откуда она появилась и что с ней будет потом.

Одно из главных открытий конца ХХ века в области астрономии — экзопланеты. Это планеты, которые состоят из газа и вращаются вокруг другой яркой звезды. До сих пор до конца не ясно, как они появились и почему вышли на орбиту. В первую очередь, всех интересуют экзопланеты, которые недалеко от Земли и обладают минимальными условиями для жизни.

• Февраль 2017: система экзопланет TRAPPIST-1

Одна из самых знаменитых экзопланетных систем, которая включает сразу семь планет. Они находятся в зоне, где тепла от звезды достаточно для существования жидкой воды на поверхности.

Фото: NASA

В августе 2020 потенциальную экзопланету обнаружили в созвездии Волопаса. Это газовый гигант, похожий на Сатурн. Тогда же европейские ученые заявили, что через 20-30 лет откроют обитаемые планеты в галактике Млечный Путь. По их словам, даже одна открытая планета со следами жизни позволит говорить о тысячах потенциально обитаемых планет в Галактике.

Американский астроном Фрэнк Дрейк создал формулу для вычисления внеземных цивилизаций Млечного Пути и шансов вступить с ними в контакт.

30 июля в США запустили аппарат Perseverance, который будет искать следы жизни на Марсе.

В рамках астрономических наблюдений также интересны тела и явления, которые до конца не изучены: черные дыры, квазары, темная материя, космические лучи и нейтрино, спектральный анализ. Каждый их снимок или реконструкция из нескольких изображений помогают лучше понять, какие физические процессы происходят вокруг нашей планеты.

Кто делает фото и видео

1. Космонавты и астронавты. Они снимают Землю и другие объекты во время космических миссий. Сейчас это фото и видео с орбитальной станции МКС, а до ее запуска — те, что были сделаны во время первых полетов на Луну.

• Август 2020: фото с объектами, похожими на НЛО

Снимок опубликовал в своем Twitter российский космонавт Иван Вагнер, который находится на МКС. На фото видна цепь из светящихся объектов, следующих друг за другом. Они попали в кадр, когда Вагнер снимал полярное сияние над Антарктидой. Информацию о своей находке космонавт передал в Роскосмос. Среди популярных версий называют метеоры, спутники или отблески иллюминаторов МКС. Например, по версии академиков РАН, Вагнер увидел группировку спутников Starlink, компании Илона Маска.

Иногда фото и видео космонавтов порождают слухи об НЛО и даже целые теории заговора.

«Лунный заговор»

Популярная теория заговора, сторонники которой утверждают, что американские астронавты не высаживались на Луне в ходе шести миссий космической программы «Аполлон». Фотографии и кинохроника не убеждают их в обратном: считается, что фото и видео сфабрикованы, частично или полностью.

Фото: wikipedia.org

В июле 2020 ВЦИОМ провел опрос. Выяснилось, что в высадку американцев на Луне в 1969-72 годах не верят 49% россиян. Еще 2% считают, что Земля плоская.

При этом одна из первых публикаций с сомнениями насчет высадки вышла именно в США: 18 декабря 1969 года, в газете The New York Times. Позже вышла книга математика Дж. Крайни «Разве человек высадился на Луну?» с расчетами, опровергающими высадку. А затем и другие: «Мы никогда не были на Луне» Билла Кейснга и «Как NASA показало Америке Луну» Ральфа Рене.

Главные аргументы сторонников «Лунного заговора»:

• Прыжки астронавтов по поверхности Луны выглядят так, как будто это происходит на Земле.
• Американский флаг не может развеваться, как на видео, ведь на Луне нет кислорода.
• На фото над Луной не видно звезд, хотя никакие облака не могли их скрыть.
• Тени на снимках лежат в разных направлениях или не видны вовсе, хотя источник света был всего один.
• С развитием технологий на фотографиях стали находить детали, которые можно трактовать как следы фотомонтажа и ретуши.

Эксперты утверждают также, что уровень технологий NASA на тот момент не позволял совершить подобный полет. Был и мотив для фальсификаций: в 1970-е годы между США и СССР шла холодная война, которая сопровождалась гонкой вооружений. Так что показать свое первенство и передовые технологии в космосе было не только вопросом престижа, но и политической необходимостью.

В 2009 автоматическая межпланетная станция LRO передала снимки с поверхности Луны. На них видны лунные модули, посадочные площадки, а также следы тележки и ровера, оставленные экспедициями в рамках миссии «Аполлон».

2. Космические телескопы. Они не такие большие и мощные, как наземные, зато позволяют изучить максимально удаленные от нас области, недоступные для земных обсерваторий или пилотируемых аппаратов. Они помогают открывать новые космические объекты, вещества и явления, а также — намечать цели для будущих пилотируемых миссий.

Первые летательные аппараты с телеоборудованием запускали в космос еще в середине прошлого века. Тогда же были получены первые снимки, сделанные ими.

• Август 1966: первый снимок Земли с Луны

Фото: NASA

Снимок сделан аппаратом Lunar Orbiter 1. На фото видна поверхность Земли между Малой Азией и югом Африки. Позже именно эти снимки использовали, чтобы определить места для безопасной посадки аппаратов миссии «Аполлон».

Самые популярные беспилотные телескопы — аппараты «Вояджер» и «Хаббл». Они были запущены в рамках проектов NASA и десятки лет передавали (и передают) изображения, находясь в открытом космосе.

• Январь 2015: «Столпы Творения»

Фото: NASA

Самый известный снимок туманности Орел, сделанный «Хабблом». Зрелищное фото, на котором изображены скопления межзвездного газа и космической пыли. Это второй снимок, который «Хаббл» сделал в честь своего 25-летия (первый был сделан в 1995). Свое название эта область получила благодаря тому, что здесь происходит формирование новых звезд.

• Май 2019: самый масштабный снимок космического пространства

Фото: NASA

Коллаж из 7,5 тыс. фото «Хаббла», сделанных им на протяжении 16 лет. На нем видны 265 тыс. галактик в период от 500 млн лет после Большого взрыва до 13,3 млрд лет после него.

3. Наземные телескопы. В мире действуют десятки астрономических обсерваторий, оснащенных мощными телескопами. Их задача — непрерывно наблюдать за видимыми с Земли небесными телами и участками Вселенной. А еще — фиксировать необычные явления и объекты.

Первые телескопы появились еще в XVII веке. Среди самых больших современных — Хобби-Эберли в США, Большай Канарский в Испании, Гигантский Магелланов в Чили.

Самый большой телескоп в мире — Extremely Large Telescope (ELT) — строят в Чили, в пустыне Атакама. У него будет зеркало диаметром 39 метров, состоящее из 800 шестиугольных зеркал в 1,5 м, а изображения — в 15 раз точнее, чем у «Хаббла». На строительство планируют потратить €1 млрд и завершить его к 2027 году.

• Апрель 2019: первое фото черной дыры

Фото: Event Horizon Telescope Collaboration

Главная астрономическая сенсация 2019 года: черная дыра в центре галактики Messier 87, на расстоянии 55 млн световых лет от Земли, массой в 6,5 млрд Солнц. Чтобы получить снимок, создали Event Horizon Telescope (EHT) — виртуальные «телескоп горизонта событий» размером с Землю. На разработку проекта ушло больше десяти лет. В итоге ученые показали фото, состоящее из нескольких изображений, на котором видны тень и излучение дыры.

4. Космические спутники. Они летают на земной, солнечной или лунной орбите и фотографируют объекты из космоса. Это помогает предсказывать погоду, пожары и ураганы, отслеживать масштабы техногенных катастроф и загрязнений. Также спутниковые фото используют, чтобы следить за соблюдением экологических норм при добыче ископаемых, строить навигационные карты по морям и океанам, отслеживать движение судов и айсбергов. Некоторые спутники используют для секретных съемок военного назначения — у них самое высокое разрешение.

• Декабрь 2019: гравитационные волны над Австралией

Фото: Weatherzone

Одно из визуальных подтверждений теории гравитационных волн, выдвинутой еще в начале ХХ века. На снимках видны тонкие белые полосы, напоминающие рябь на воде. Это — облака, которые образуются на гребнях атмосферных гравитационных волн. Они появляются в результате земной гравитации, которая действует наряду с гравитацией других объектов, больше Земли по размеру. Изображения получены с австралийского погодного спутника Weatherzone.

• Июнь 2020: фото Солнца с минимального расстояния

Фото: ESA

Снимки со станции Solar Orbiter, которая вращается вокруг Солнца, сделаны с расстояния 77 млн км. На них видны многочисленные микровспышки, изучение которых поможет решить проблему аномального нагрева солнечной короны. До сих пор было до конца не ясно, почему она обладает такой высокой температурой.

Как обрабатывают изображения

• Несколько снимков склеивают в панораму или накладывают друг на друга — чтобы показать масштабную область или получить более объемное изображение.
• Удаляют лишние детали, которые попали туда в результате оптических эффектов.
• Усиливают контрастность полутонов, чтобы четче проступили главные объекты.
• Добавляют цвета на фото, сделанные в инфракрасном излучении или на черно-белые камеры.

Подробнее о «космическом фотошопе» читайте здесь.

---

Подписывайтесь на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.

Космические объекты | Большой новосибирский планетарий

Марс — четвертая по удаленности от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Названа в честь древнеримского бога войны. Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей минералом маггемитом. Марс — планета земной группы с разряженной атмосферой: давление у поверхности в 160 раз меньше земного. У планеты есть два естественных спутника — Фобос и Деймос, что в переводе означают «Страх» и «Ужас», вечные спутники войны.

Масса Марса составляет 0,107 массы Земли, объём — 0,151 объёма Земли, а средний линейный диаметр — 0,53 диаметра Земли. Рельеф Марса обладает многими уникальными чертами. Марсианский потухший вулкан гора Олимп — самая высокая известная гора на планетах Солнечной системы (26 000 м).

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,76 млн км. Среднее расстояние от Марса до Солнца составляет 228 млн км, период обращения вокруг Солнца равен 687 земным суткам.  По линейному размеру Марс почти вдвое меньше Земли. Сила тяжести у поверхности Марса составляет 39,4 % от земной (в 2,5 раза слабее). 

Период вращения планеты — 24 часа 37 минут 22,7 секунды (относительно звёзд), длина средних марсианских солнечных суток составляет 24 часа 39 минут 35,24409 секунды, всего на 2,7 % длиннее земных суток. Для удобства марсианские сутки именуют «солами». Марсианский год равен 668,59 сола, что составляет 686,98 земных суток.

Температура на планете колеблется от −153 °C на полюсах зимойи до +20 °C^{на экваторе летом.} 

Разреженность марсианской атмосферы и отсутствие магнитосферы являются причиной того, что уровень ионизирующей радиации на поверхности Марса существенно выше, чем на поверхности Земли. Например, за один-два дня космонавт на поверхности Марса получит такую же эквивалентную дозу облучения, какую на поверхности Земли он получил бы за один год.

Климат, как и на Земле, носит сезонный характер. Угол наклона Марса к плоскости орбиты почти равен земному и составляет 25,1919°; соответственно, на Марсе, так же как и на Земле, происходит смена времён года.

Атмосфера Земли простирается намного дальше, чем считалось ранее

Большинство людей думают, что атмосфера Земли останавливается на расстоянии чуть более 62 миль (100 км) от поверхности, но новое исследование, основанное на наблюдениях, проведенных более двух десятилетий назад совместным американо-европейским Спутник солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) показывает, что на самом деле он простирается на 391 000 миль (630 000 км) или в 50 раз больше диаметра Земли. Это делает Луну очень высотным самолетом.

Часто очень сложно понять, где кончается одно и начинается другое в космосе.На Земле такие ограничения кажутся очень очевидными. Море заканчивается на берегу, земля заканчивается на вершине самой высокой горы, а атмосфера заканчивается там, где она становится вакуумом — по крайней мере, такова идея.

Там, где атмосфера Земли сливается с космическим пространством, есть облако атомов водорода, которое называется геокорона

ESA

.

Дело в том, что когда кто-то движется в царство космического пространства, зачастую дело не столько в том, где заканчивается одно и начинается другое, а в том, что один набор сил перестает доминировать над другим.Речь идет об атмосфере Земли. Состоящий из газа, он имеет тенденцию расширяться, чтобы заполнить все пространство, в котором он находится, а пространство — это одна огромная, большая бесконечная пустота. Гравитация Земли удерживает большую часть воздуха вокруг нашей планеты там, где она должна быть, но внешние слои атмосферы не столько останавливаются, сколько истощаются.

Это причина того, что спутники выпадают с орбиты. На высоте сотен миль это, по сути, жесткий вакуум, но все еще достаточно молекул воздуха, чтобы вызвать сопротивление спутника, замедляющее его, пока он не погрузится в нижние слои и не сгорит.Но насколько далеко заходит атмосфера?

Запущенный 2 декабря 1995 года на ракету-носитель Atlas IIAS со станции ВВС на мысе Канаверал во Флориде, SOHO припаркован в первой точке Лагранжа (L1) в 930 000 миль (1,5 миллиона км) от Земли, где проводились исследования Солнце и солнечный ветер, и так будет продолжаться по крайней мере до 2020 года. С этой точки зрения прибор обсерватории по анизотропии солнечного ветра (SWAN) может измерять присутствие водорода, глядя на линию Лайман-альфа в солнечной энергии. спектр.И то, что работает для Солнца, работает для Земли.

Геохорона глазами Аполлона-16

НАСА

Включив SWAN на Земле в нужное время года, SOHO смогла обнаружить атомы водорода в атмосфере и измерить, насколько далеко они простираются в то, что космические ученые называют геокороной. Хотя существование геокороны хорошо известно — телескоп, установленный астронавтами Аполлона-16 на Луне, даже сфотографировал ее — до сих пор никто не был уверен, насколько далеко она простирается.

Изучив данные, собранные SOHO в середине 1990-х годов, ученые из Российского института космических исследований и других стран смогли определить размеры и плотность геокороны. Они обнаружили, что солнечный свет на дневной стороне Земли сжимает водород до тех пор, пока он не достигнет плотности 70 атомов на кубический см на высоте 37000 миль (60000 км), а на ночной стороне он может расширяться до тех пор, пока не достигнет плотности. плотность всего 0,2 атома на кубический см на расстоянии орбиты Луны.

Впечатление художника от солнечной и гелиосферной обсерватории ESA / NASA (SOHO)

ESA / NASA

По словам руководителя исследования Игоря Балюкина, геокорона настолько разрежена, что не представляет опасности для космонавтов или космических кораблей. Слишком мало атомов, и даже ультрафиолетовое излучение, связанное с геокороной, слишком мало, чтобы иметь какие-либо последствия. Однако этого достаточно, чтобы помешать более чувствительным астрономическим наблюдениям, работающим в ультрафиолетовой полосе спектра.

Жан-Лу Берто, бывший главный исследователь SWAN, также отмечает, что если геокорона типична для планет земного типа, то это новое знание может быть полезно при поиске признаков воды в мирах за пределами нашей Солнечной системы.

Источник: ESA

Край космоса продвинулся на 12 миль ближе к Земле

Вы это почувствовали? Вам вдруг кажется, что чучело ? Кажется, я не знаю … космическое пространство стало ближе на 12 миль (20 километров)?

На самом деле, конечно, ничего не двигалось (если не считать постоянного и увеличивающегося расширения Вселенной).Но согласно новому исследованию, опубликованному в сети на этой неделе, возможно, землянам пора изменить наши умственные и математические представления о том, где именно заканчивается атмосфера Земли и начинается космическое пространство. [Земля сверху: 101 потрясающий снимок с орбиты]

Если расчеты астрофизика Джонатана МакДауэлла верны, космическая граница, на которой законы воздушного пространства внезапно уступают место законам орбитального пространства, может оказаться намного ближе, чем мы думаем — целых 12 миль ближе, чем предполагают предыдущие оценки.

«Спор о том, где заканчивается атмосфера и начинается космос, предшествует запуску первого спутника», — написал Макдауэлл, астрофизик из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, в своей новой статье, которая будет опубликована в октябрьском номере журнала. Acta Astronautica. «Самая распространенная граница — это так называемая линия Кармана, которая в настоящее время обычно составляет 100 км (62 мили) над уровнем моря».

Вот проблема: согласно Макдауэллу, эта линия Кармана, которую сегодня принимают многие ученые, основана на десятилетиях неверно истолкованной информации, которая фактически не принимает во внимание реальные орбитальные данные.К счастью, данные — это дело Макдауэлла (и его удовольствие — в свободное время он ведет тщательный учет каждого запуска ракеты на Земле), и он знал, где искать доказательный ответ на вопрос: «Где начинается космос? »

На фотографии, сделанной на борту Международной космической станции, запечатлены подразделения атмосферных слоев Земли. Мезосфера — это верхняя полоса синего цвета; в верхней части этой полосы (около 50 миль над Землей) возможна орбита. (Изображение предоставлено: Рон Гаран / НАСА)

Куда падают спутники

В своем новом исследовании МакДауэлл изучил данные, описывающие орбитальные траектории около 43000 спутников, которые он получил от Североамериканского командования воздушно-космической обороны (NORAD), которое осуществляет мониторинг аэрокосмической отрасли в США и Канаде.Большинство этих спутников не принимали во внимание исследование Макдауэлла — они вращались на гораздо большей орбите, чем предполагаемая линия Кармана, и находились в пределах досягаемости орбитального пространства.

Однако выделилось около 50 из этих спутников. При повторном входе в атмосферу в конце своей миссии каждый из этих спутников успешно совершил по крайней мере два полных оборота вокруг Земли на высотах ниже 62 миль (100 км). Советский спутник Электрон-4, например, 10 раз облетел планету на расстоянии около 52 миль (85 км), прежде чем упасть в атмосферу и сгореть в 1997 году.

Из этих случаев казалось очевидным, что физика космоса все еще господствует значительно ниже линии Кармана. Когда Макдауэлл использовал математическую модель, чтобы найти точную точку, в которой различные спутники, наконец, сошли со своих орбит и совершили огненное возвращение в атмосферу, он обнаружил, что это могло произойти где-нибудь на расстоянии от 41 до 55 миль (от 66 до 88 км). Однако обычно, когда корабль опускался ниже отметки 50 миль (80 км), надежды на спасение не было.

Пространство: это ближе, чем вы думаете.(Изображение предоставлено Майком Фоссумом / НАСА)

Крылья астронавта

По этой причине Макдауэлл выбрал 50 миль в качестве истинного нижнего края космоса. Это число точно соответствовало ряду других культурных и атмосферных факторов. Например, как писал МакДауэлл, в 1950-х годах пилоты ВВС США были награждены специальным набором «крыльев астронавта» за полет на высоте более 50 миль, что считалось самым дальним краем атмосферы.

С атмосферой выбор тоже подходит: мезопауза — самый холодный пояс атмосферы Земли — простирается примерно на 52–62 мили над поверхностью планеты.Здесь химический состав атмосферы начинает резко меняться, а заряженных частиц становится больше. (Другими словами, все выглядит намного более просторным.) Ясно, что ниже нижнего края мезопаузы атмосфера Земли становится более сильной силой, с которой летающие объекты должны считаться, писал Макдауэлл. [Инфографика: Атмосфера Земли сверху вниз]

«Примечательно, что метеоры (движущиеся гораздо быстрее) обычно распадаются на высоте от 70 до 100 км (от 43 до 62 миль), что является дополнительным доказательством того, что это регион, где атмосфера становится важной «, — написал Макдауэлл.

Итак, что это значит, если граница между Землей и космосом на 20 процентов ниже, чем принято считать? Макдауэлл написал, что это не изменит способ запуска ракет или любые другие физические взаимодействия с космосом, но может вызвать некоторые важные политические и территориальные проблемы.

Воздушное пространство над данной страной обычно считается частью этой страны; с другой стороны, космос — для всех. Если космос определяется как начинающийся на высоте 62 миль, а США запускают несанкционированный спутник на высоте 52 миль над Китаем, например, это может быть (оправданно) истолковано как акт военной агрессии.

По этой причине США часто выступают против установления каких-либо универсальных границ пространства. Это означает, что предложенная Макдауэллом 50-мильная линия, вероятно, не станет в ближайшее время законной, общепризнанной границей. Тем не менее, если ежедневная рутина жизни на Земле начинает вас утомлять, взгляните вверх — и воодушевитесь, что вы можете быть немного ближе к небесам, чем были на прошлой неделе.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Насколько высока площадь? — Вселенная сегодня

Посмотрите на ночное небо и что вы увидите? Пространство, сверкающее и сияющее во всей красе.С астрономической точки зрения, космос действительно очень близок, он находится по ту сторону тонкого слоя, который мы называем атмосферой. И если задуматься, Земля — ​​это не более чем крошечный остров в космическом море. Так что это буквально повсюду вокруг нас.

По определению, космос определяется как точка, в которой заканчивается атмосфера Земли и начинается космический вакуум. Но как именно это далеко? Насколько высоко вам нужно подняться, чтобы действительно коснуться космоса? Как вы, наверное, догадались, с таким субъективным определением люди склонны расходиться во мнениях относительно того, где именно начинается космос.

определение:

Первое официальное определение космоса было дано Национальным консультативным комитетом по аэронавтике (предшественником НАСА), который принял решение о точке, в которой атмосферное давление составляет менее одного фунта на квадратный фут. Это была высота, на которой поверхности управления самолетом больше нельзя было использовать, и она соответствовала примерно 81 километру (50 милям) над поверхностью Земли.

Bell X-1, на котором Чак Йегер «преодолел» звуковой барьер в 1947 году. Фото: NASA

Любой летчик-испытатель или астронавт НАСА, пересекающий эту высоту, награждается крыльями астронавта.Вскоре после того, как это определение было принято, аэрокосмический инженер Теодор фон Карман подсчитал, что на высоте более 100 км атмосфера будет настолько тонкой, что самолету необходимо будет двигаться с орбитальной скоростью, чтобы получить любую подъемную силу.

Эта высота была позже принята Всемирной федерацией воздушного спорта (Fédération Aéronautique Internationale, FAI) как линия Кармана. А в 2012 году, когда Феликс Баумгартнер побил рекорд наибольшего свободного падения, он прыгнул с высоты 39 километров (24.23 мили), что меньше, чем на полпути к космосу (согласно определению НАСА).

Точно так же, космос часто определяется как начало на самой низкой высоте, на которой спутники могут поддерживать орбиты в течение разумного времени, то есть примерно 160 километров (100 миль) над поверхностью. Эти различные определения усложняются, если принять во внимание определение слова «атмосфера».

Атмосфера Земли:

Когда мы говорим об атмосфере Земли, мы склонны думать о регионах, где давление воздуха все еще достаточно высоко, чтобы вызвать сопротивление воздуха, или где воздух достаточно густой, чтобы дышать.Но на самом деле атмосфера Земли состоит из пяти основных слоев — тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы, последние из которых простираются довольно далеко в космос.

Космический корабль «Индевор» на фоне атмосферы Земли. Оранжевый слой — тропосфера, белый слой — стратосфера, синий — мезосфера. Предоставлено: NASA . Термосфера, второй по высоте слой атмосферы, простирается от высоты около 80 км (50 миль) до термопаузы, которая находится на высоте 500–1000 км (310–620 миль).Нижняя часть термосферы — от 80 до 550 километров (от 50 до 342 миль) — содержит ионосферу, названную так потому, что именно здесь, в атмосфере, частицы ионизируются солнечным излучением.

Следовательно, именно здесь происходят явления, известные как Северное сияние и Австралийское сияние. Международная космическая станция также вращается в этом слое на расстоянии от 320 до 380 км (от 200 до 240 миль), и ее необходимо постоянно увеличивать, потому что трение с атмосферой все еще происходит.

Внешний слой, известный как экзосфера, простирается до высоты 10 000 км (6214 миль) над планетой. Этот слой в основном состоит из водорода, гелия и нескольких более тяжелых молекул (азота, кислорода, CO²) с очень низкой плотностью. Атомы и молекулы так далеко друг от друга, что экзосфера больше не ведет себя как газ, а частицы постоянно улетают в космос.

Именно здесь атмосфера Земли действительно сливается с пустотой космического пространства, где нет атмосферы.Вот почему большинство спутников Земли вращаются внутри этого региона. Иногда северное сияние и австралийское северное сияние встречаются в нижней части экзосферы, где они накладываются на термосферу. Но кроме этого, в этом регионе нет метеорологических явлений.

Межпланетный против Межзвездного:

Еще одно важное различие при обсуждении космоса — это разница между тем, что находится между планетами (межпланетное пространство) и тем, что находится между звездными системами (межзвездное пространство) в нашей галактике.Но, конечно, это только верхушка айсберга, когда дело доходит до космоса.

Если развернуть сеть шире, есть также пространство, которое находится между галактиками во Вселенной (межгалактическое пространство). Во всех случаях определение включает регионы, где концентрация вещества значительно ниже, чем в других местах, то есть регион, в центре которого находится планета, звезда или галактика.

Кроме того, во всех трех определениях задействованные измерения выходят за рамки всего, с чем мы, люди, привыкли иметь дело на регулярной основе. Некоторые ученые считают, что пространство бесконечно простирается во всех направлениях, в то время как другие считают, что пространство конечно, но безгранично и непрерывно (то есть не имеет начала и конца).

Другими словами, это место не зря называют пространством — его так много!

Исследование:

Исследование космоса (то есть того, что лежит непосредственно за пределами атмосферы Земли) началось всерьез с так называемой «космической эры». Эта новообретенная эра исследований началась с того, что Соединенные Штаты и Советский Союз нацелились на вывод на орбиту спутников и модулей с экипажем.

Первое крупное событие космической эры произошло 4 октября 1957 года, когда Советский Союз запустил Спутник 1 — первый искусственный спутник, выведенный на орбиту. В ответ тогдашний президент Дуайт Д. Эйзенхауэр подписал 29 июля 1958 года Закон о национальной аэронавтике и космосе, официально учредивший НАСА.

Фотография российского техника, завершающего работу над Спутником-1, первым искусственным спутником человечества. Предоставлено: НАСА / Асиф А.

Немедленно НАСА и советская космическая программа начали предпринимать необходимые шаги по созданию пилотируемых космических кораблей. К 1959 году этот конкурс привел к созданию программы «Советский Восток» и проекта НАСА «Меркурий». В случае с «Востоком» это заключалось в разработке космической капсулы, которая могла быть запущена на борту одноразовой ракеты-носителя.

Наряду с многочисленными беспилотными испытаниями и несколькими с использованием собак, к 1960 году было выбрано шесть советских летчиков, которые первыми отправились в космос.12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин был запущен на борту космического корабля Восток 1 с космодрома Байконур и, таким образом, стал первым человеком, отправившимся в космос (опередив американца Алана Шепарда всего на несколько недель).

16 июня 1963 года Валентина Терешкова была отправлена ​​на орбиту на борту корабля Восток 6 (который был последним полетом Востока) и, таким образом, стала первой женщиной, побывавшей в космосе. Тем временем НАСА взяло на себя управление проектом «Меркурий» у ВВС США и начало разработку собственной концепции полета с экипажем.

Юрий Гагарин перед полетом в космос на корабле «Восток». 12 апреля 1961 г. Фото: РИА Новости

Программа, предназначенная для отправки человека в космос с помощью существующих ракет, быстро приняла концепцию запуска на орбиту баллистических капсул. Первые семь астронавтов по прозвищу «Меркурий-семерка» были отобраны из участников программ ВМФ, ВВС и морской пехоты.

5 мая 1961 года астронавт Алан Шепард стал первым американцем, побывавшим в космосе на борту миссии Freedom 7 .Затем, 20 февраля 1962 года, астронавт Джон Гленн стал первым американцем, который был выведен на орбиту ракетой-носителем Атлас в рамках программы Friendship 7 . Гленн совершил три орбиты вокруг планеты Земля и совершил еще три орбитальных полета, кульминацией которых стал полет Л. Гордона Купера на 22 орбиты на борту Faith 7 , который совершил полет 15 и 16 мая 1963 года.

В последующие десятилетия и НАСА, и Советы начали разрабатывать более сложные космические корабли с пилотом на большие расстояния. После того, как «Гонка на Луну» завершилась успешной посадкой Аполлона-11 (за которым последовало еще несколько миссий Аполлона), акцент начал смещаться на установление постоянного присутствия в космосе.

Для россиян это привело к дальнейшему развитию технологий космических станций в рамках программы «Салют». В период с 1972 по 1991 год они пытались вывести на орбиту семь отдельных станций. Однако технические сбои и отказ ускорителей второй ступени одной из ракет привели к тому, что первые три попытки после Салют 1 потерпели неудачу или привели к снижению орбиты станции через короткий период.

Skylab, первая пилотируемая космическая станция в Америке. Фотография сделана уходящей командой Skylab 4 в феврале.1974. Фото: НАСА

Однако к 1974 году русским удалось успешно развернуть Салют 4 , а затем еще три станции, которые оставались на орбите в течение периода от одного до девяти лет. Хотя все «Салюты» были представлены публике как невоенные научные лаборатории, некоторые из них фактически были прикрытиями для военных разведывательных станций «Алмаз ».

НАСА также занималось разработкой технологии космических станций, которая завершилась в мае 1973 года запуском Skylab , которая останется первой и единственной космической станцией, построенной в Америке.Во время развертывания Skylab получил серьезные повреждения, потеряв тепловую защиту и одну из своих солнечных батарей.

Это потребовало от первого экипажа встречи со станцией и проведения ремонта. Затем последовали еще две бригады, и за всю историю эксплуатации станция была занята в общей сложности 171 день. Это закончилось в 1979 году крушением станции над Индийским океаном и некоторыми частями южной Австралии.

К 1986 году Советы снова стали лидерами в создании космических станций с развертыванием Мир .Утвержденная в феврале 1976 года постановлением правительства станция изначально задумывалась как усовершенствованная модель космических станций «Салют». Со временем она превратилась в станцию, состоящую из нескольких модулей и нескольких портов для пилотируемых космических кораблей «Союз» и грузовых кораблей «Прогресс ».

Космическая станция «Мир» и конечность Земли, наблюдаемые с орбитального аппарата Endeavour во время миссии НАСА STS-89 в 1998 году. Фото: NASA

Основной модуль был запущен на орбиту 19 февраля 1986 года; и между 1987 и 1996 годами все остальные модули будут развернуты и присоединены.Всего за 15 лет службы на «Мир» побывали 28 долговременных экипажей. В рамках ряда совместных программ с другими странами станцию ​​также посетят экипажи из других стран Восточного блока, Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА.

После ряда технических и структурных проблем, возникших у станции, российское правительство объявило в 2000 году, что оно выведет из эксплуатации космическую станцию. Это началось 24 января 2001 года, когда российский грузовой корабль «Прогресс » состыковался со станцией и вытеснил ее с орбиты. Затем станция вошла в атмосферу и рухнула в южной части Тихого океана.

К 1993 году НАСА начало сотрудничать с Россией, ЕКА и Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) для создания Международной космической станции (МКС). Сочетая проект НАСА Space Station Freedom с советской / российской станцией Mir-2 , европейской станцией Columbus и японским лабораторным модулем Kibo, этот проект также был построен в рамках российско-американских миссий «Шаттл-Мир» (1995- 1998).

После прекращения участия в программе космических шаттлов в 2011 году члены экипажей в последние годы доставлялись исключительно космическими кораблями «Союз». С 2014 года сотрудничество между НАСА и Роскосмосом было приостановлено по большей части деятельности, не связанной с МКС, из-за напряженности, вызванной ситуацией на Украине.

Тем не менее, за последние несколько лет в США была восстановлена ​​способность запускать собственные запуски благодаря таким компаниям, как SpaceX, United Launch Alliance и Blue Origin, которые вмешались, чтобы заполнить пустоту своим частным парком ракет.

МКС непрерывно использовалась в течение последних 15 лет, что превысило предыдущий рекорд, установленный «Миром»; его посетили астронавты и космонавты из 15 разных стран. Ожидается, что программа ISS продлится как минимум до 2020 года, но может быть продлена до 2028 года или, возможно, дольше, в зависимости от бюджетной среды.

Как вы можете ясно видеть, где заканчивается наша атмосфера и начинается космос, является предметом некоторых дискуссий. Но благодаря десятилетиям освоения космоса и запусков нам удалось придумать рабочее определение. Но каково бы ни было точное определение, если вы можете преодолеть более 100 километров, вы определенно заслужили свои крылья космонавта!

Мы написали много интересных статей о космосе здесь, в Universe Today. Вот «Почему космос черный?», «Насколько холодно космос?», «Иллюстрированный космический мусор: проблема в картинках», «Что такое межпланетное пространство?», «Что такое межзвездное пространство?» И «Что такое межгалактическое пространство?».

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с NASA Reveals Mysteries of Interstellar Space и этим списком миссий Deep Space.

У

Astronomy Cast есть эпизоды на эту тему, такие как сериал «Космические станции», эпизод 82: Космический мусор, эпизод 281: Взрывы в космосе, эпизод 303: Равновесие в космосе и эпизод 311: Звук в космосе.

Источники:

Подкаст (аудио): Загрузить (Продолжительность: 2:29 — 2,3 МБ)

Подписка: Apple Podcasts |

Подкаст (видео): Загрузить (48,3 МБ)

Подписка: Apple Podcasts |

Нравится:

Нравится Загрузка…

терминология — Как далеко вы должны быть от Земли, чтобы оказаться «в космосе»?

Начало космического пространства и космический полет сложно классифицировать, потому что граница между атмосферой и космическим вакуумом очень подвижна. Граница пространства должна быть определена в соответствии с тем, что считается воздухом и пространством / что считается важным в этих вопросах. Граница пространства может быть границей атмосферного давления, а не высотой, и должна применяться ко всем небесным телам.

Одна из следующих высот и давлений может быть установлена ​​в качестве границы между атмосферой и космическим пространством / между воздушным и космическим полетом (некоторые из них основаны на моем личном опыте космических полетов в Orbiter2016):

60 000 футов (18,3 км) Предел Армстронга, выше которого давление наружного воздуха настолько низкое, что вам понадобится герметичный костюм (например, скафандр). Вода закипит до температуры вашего тела. Итак, ваше тело считает пространство над линией Армстронга вакуумом, и вы больше не можете выжить без герметичного костюма или кабины.90% массы атмосферы Земли находится под вами. Законодательство FAA о воздушном пространстве заканчивается на пределе Армстронга. Небо становится очень темным уже на высоте более 60 000 футов, и в полдень можно увидеть самые яркие звезды и планеты. Предел Армстронга отмечает начало ближнего космоса , переходной зоны между воздушным и космическим пространством. Если вы уже считаете это космической границей, следующие небесные тела будут считаться телами с атмосферой: Венера, Земля, Титан и четыре газовых гиганта.

115 000 футов (35 км) Тройная точка воды.Выше этой высоты вода больше не может существовать в жидком состоянии снаружи. Водяной лед возвысится (испарится), а не растает. Тройная точка воды находится под давлением около 611,7 Па (0,088 фунта на квадратный дюйм). На этой высоте также есть верхняя граница озонового слоя, над которой есть небольшой блок УФ-излучения. Выше этой высоты небо полностью черное и уже не станет чернее. В полдень вы увидите все достаточно яркие звезды и планеты (например, Орион летом). Реактивный самолет больше не может летать по горизонтали, и рекорд высоты для реактивного самолета — МиГ-25М на высоте около 8000 футов (2.5 км) выше этой высоты. Если вы считаете, что давление тройной точки воды является границей космоса, вы должны добавить Марс к списку тел со значительной атмосферой.

32 мили (51,5 км) Стратопауза (граница стратосферы и мезосферы). Температура перестает расти и начинает снижаться с высотой. На высоте более 32 миль давление воздуха падает ниже 0,01 фунта на квадратный дюйм. Если вы считаете эту или меньшую высоту границей космоса, обратите внимание, что Юрий Гагарин не был для вас первым человеком, побывавшим в космосе.Первым человеком, побывавшим в космосе, станет американский пилот Джозеф Уокер, который 30 марта 1961 года, за несколько дней до космического полета Гагарина, достиг высоты чуть более 32 миль на X-15.

200 000 футов (61 км) Как я пришел к выводу из полета в Orbiter2016, выше примерно на этой высоте давление падает ниже 0,003 фунта на квадратный дюйм. Там он настолько низок, что вы больше не слышите, нет звука, и на этой высоте практически невозможно слышать. Только снаружи, поскольку звук, конечно же, будет проходить через ваш космический корабль.Также выше 200 000 футов начинается ионосфера. Полет на воздушном шаре больше невозможен. Самый высокий беспилотный аэростат достиг высоты 173 900 футов (53 км), а самый высокий пилотируемый (управляемый Аланом Юстасом) — около 136 000 футов (41,5 км). На высоте более 200000 футов вы можете стать невесомым в своем космоплане, не нажимая на ярмо. См. Этот ответ для уточнения.

71 км (230 000 футов) Это примерно самый низкий перигей, которого я достиг на орбитальном аппарате 2016 года и продолжал вращаться вокруг Земли.Орбита практически не изменилась, оставалась довольно стабильной.

50 миль (80,47 км) Это космическая граница, определенная НАСА, ВВС США и ФАА. Это мезопауза (граница мезосферы и термосферы): температура перестает снижаться и снова начинает расти. Давление падает ниже 1 Па / 0,00015 фунтов на квадратный дюйм выше этой высоты. Он определяется как то, где вам нужно приложить больше усилий для полета на ракете, а не для плавучести в воздухе. На этой высоте астродинамика берет верх над аэродинамикой.Если вы рассматриваете здесь космическую границу, вы должны добавить Плутон, Эриду и Тритон к небесным телам, которые имеют значительную атмосферу.

83,6 км (51,9 мили) Теодор фон Карман подсчитал, что на этой высоте атмосфера становится слишком тонкой для обеспечения полета в воздухе.

53 мили (85,3 км) Это примерно то место, где в Orbiter2016 мой космический корабль начинает светиться при повторном выходе с орбиты. Полагаю, космический шаттл тоже начал светиться на этой высоте. Я восстанавливаю управление рулем на этой высоте.

57 миль (91,5 км) Исходная линия Кармана: скорость транспортного средства для создания подъемной силы должна быть орбитальной. Аэродинамический подъем составляет 2%, в то время как 98% веса автомобиля приходится на центробежную силу. Хотя круговые орбиты на такой высоте невозможны, космический аппарат на эллиптической орбите может достичь перигея на высоте 230000 футов и оставаться достаточно стабильным.

100 км (62,14 мили) То, что в настоящее время называется линией Кармана и установлено FAI как граница космоса.Это просто следующее двойное нулевое значение в метрических единицах для того, чтобы сделать «линию Кармана» «более запоминающейся», без какой-либо основы в физических свойствах.

65 миль (105 км) В Orbiter2016 гравиметр моего космического корабля начинает считывать более значительную перегрузку на этой высоте при повторном входе с орбиты (или при наличии эллиптической орбиты с перигеем, достигающим этого минимума).

118 км (73 мили) Цитата из Википедии 1: «В 2009 году ученые сообщили о подробных измерениях с помощью Supra-Thermal Ion Imager (прибор, который измеряет направление и скорость ионов), который позволил им установить границу на 118 км (73 мили) над Землей.Граница представляет собой середину постепенного перехода на протяжении десятков километров от относительно слабых ветров земной атмосферы к более сильным потокам заряженных частиц в космосе, которые могут достигать скорости более 268 м / с (600 миль в час) ».

120 км (75 миль) Именно здесь в Orbiter2016 мой космический корабль начинает испытывать значительное атмосферное сопротивление при выходе с орбиты. Если вы установите границу пространства на этой высоте или выше, вы должны включить Ио в список тел со значительной атмосферой.

400 000 футов (122 км) Высота НАСА для возвращения космического челнока в атмосферу, определенная как начало более значительного сопротивления атмосферы.

93 мили (150 км) Выше этой высоты возможна устойчивая круговая орбита.

450 миль (700 км) Термопауза / экзобаза (конец атмосферы столкновения). Выше этой высоты атмосфера становится экзосферой, которая больше не ведет себя как газ. Молекулы не сталкиваются друг с другом и разносятся от Земли солнечным ветром, достигая космической скорости.Если вы считаете это космической границей, вы должны включить Каллисто в группу тел со значительной атмосферой. Вы также должны были бы классифицировать только следующие полеты как космические: Близнецы 10, Близнецы 11, Аполлон 8 и Аполлон 10-17. Все остальные космические полеты не засчитываются.

10 000 км (6214 миль) Конец экзосферы. Выше этой высоты абсолютный вакуум. Если вы считаете это космической границей, то только «Аполлон-8» и «Аполлон-10-17» можно будет считать космическими полетами.

35 786 км (22 236 миль) Геостационарная орбита. Хотя это не имеет ничего общего с давлением / плотностью воздуха и вакуумом, некоторые экваториальные страны заявили о законных правах на территорию до высоты геостационарной орбиты.

Что касается меня, то я считаю 200 000 футов (61 км) границей космоса. Наименее правдоподобными для меня являются тот, который находится на 100 км, и тот, который находится на геостационарной орбите, по причинам, изложенным выше.

NWS JetStream — Слои атмосферы

Газовая оболочка, окружающая Землю, изменяется снизу вверх.Пять отдельных слоев были идентифицированы с использованием …

• тепловые характеристики (перепады температур),
• химический состав,
• механизм и
• плотность.

Каждый из слоев ограничен «паузами», где происходят наибольшие изменения тепловых характеристик, химического состава, движения и плотности.

Пять основных слоев атмосферы

Экзосфера

Это самый внешний слой атмосферы. Она простирается от верха термосферы до 6 200 миль (10 000 км ) над Землей. В этом слое атомы и молекулы уходят в космос, а спутники вращаются вокруг Земли. Внизу экзосферы находится термопауза, расположенная на высоте около 375 миль (600 км) над землей.

Между примерно 53 милями (85 км) и 375 милями (600 км) находится термосфера. Этот слой известен как верхняя атмосфера. Хотя газы термосферы все еще очень тонкие, они становятся все более плотными по мере того, как человек спускается к Земле.

Таким образом, поступающее высокоэнергетическое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение от Солнца начинает поглощаться молекулами в этом слое и вызывает значительное повышение температуры.

Из-за этого поглощения температура увеличивается с высотой. Начиная с -184 ° F (-120 ° C ) в нижней части этого слоя, температура может достигать 3600 ° F (2000 ° C) в верхней части.

Однако, несмотря на высокую температуру, этот слой атмосферы все равно будет ощущаться нашей кожей очень холодным из-за очень тонкой атмосферы.Высокая температура указывает на количество энергии, поглощаемой молекулами, но при таком небольшом количестве в этом слое общего количества молекул недостаточно, чтобы нагреть нашу кожу.

Поднимите его на МАКС! Ионосфера

Мезосфера

Этот слой простирается от примерно 31 мили (50 км) над поверхностью Земли до 53 миль (85 км). При спуске газы, включая молекулы кислорода, продолжают уплотняться. Таким образом, при спуске температура повышается до примерно 5 ° F (-15 ° C) в нижней части этого слоя.

Газы в мезосфере теперь достаточно толстые, чтобы замедлять метеоры, летящие в атмосферу, где они сгорают, оставляя огненные следы в ночном небе. И стратосфера (следующий слой ниже), и мезосфера считаются средней атмосферой. Переходная граница, отделяющая мезосферу от стратосферы, называется стратопаузой.

Стратосфера

Стратосфера простирается примерно на 31 милю (50 км) вниз до любой точки на высоте от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) над поверхностью Земли.Этот слой содержит 19 процентов атмосферных газов, но очень мало водяного пара.

В этой области температура увеличивается с высотой. Тепло вырабатывается в процессе образования озона, и это тепло отвечает за повышение температуры от среднего значения -60 ° F (-51 ° C) в тропопаузе до максимального значения примерно 5 ° F (-15 ° C) в условиях тропопаузы. вершина стратосферы.

Это повышение температуры с высотой означает, что более теплый воздух располагается над более холодным. Это предотвращает «конвекцию», поскольку нет вертикального движения газов вверх.Таким образом, расположение нижней части этого слоя легко увидеть по вершинам кучево-дождевых облаков в форме наковальни.

Тропосфера

Известный как нижняя атмосфера, в этом регионе бывает почти вся погода. Тропосфера начинается на поверхности Земли и простирается от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) в высоту.

Высота тропосферы варьируется от экватора до полюсов. На экваторе он составляет около 11-12 миль (18-20 км) в высоту, на 50 ° с.ш. и 50 ° ю.ш. , 5½ миль, а на полюсах — чуть меньше четырех миль.

Поскольку плотность газов в этом слое уменьшается с высотой, воздух становится тоньше. Следовательно, температура в тропосфере также понижается с высотой в ответ. По мере того, как человек поднимается выше, температура в тропопаузе падает со средней примерно 62 ° F (17 ° C) до -60 ° F (-51 ° C).

Профиль средней температуры для нижних слоев атмосферы

слоев атмосферы

Земля окружена атмосферой, состоящей из воздуха или газов, которая защищает планету и способствует жизни.Большая часть нашей атмосферы расположена близко к поверхности Земли, где она наиболее плотная. Он состоит из пяти отдельных слоев. Давайте посмотрим на каждого, от самого близкого до самого дальнего от Земли.

Тропосфера

Ближайший к Земле слой атмосферы — тропосфера. Он начинается на поверхности Земли и простирается на расстояние от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км). Этот слой известен как нижняя атмосфера. Здесь бывает погода и воздух, которым дышат люди. Воздух нашей планеты на 79 процентов состоит из азота и чуть менее 21 процента из кислорода; оставшееся небольшое количество состоит из углекислого газа и других газов.Температура тропосферы понижается с высотой.

Стратосфера

Выше тропосферы находится стратосфера, простирающаяся примерно на 50 км над поверхностью Земли. В этом слое существует озоновый слой, и ученые отправляют метеозонд. Самолеты летают в нижних слоях стратосферы, чтобы избежать турбулентности в тропосфере. Температура в стратосфере повышается, но все еще остается ниже нуля.

Мезосфера

Примерно на высоте от 31 до 53 миль (от 50 до 85 км) над поверхностью Земли находится мезосфера, где воздух особенно разрежен, а молекулы находятся на большом расстоянии друг от друга.Температура в мезосфере достигает минимума -130 градусов по Фаренгейту (-90 C). Этот слой трудно изучать напрямую; метеозонды не могут добраться до него, а метеорологические спутники вращаются над ним. Стратосфера и мезосфера известны как средние атмосферы.

Термосфера

Термосфера поднимается на несколько сотен миль над поверхностью Земли, от 56 миль (90 км) до 311-621 миль (500–1000 км). Солнце здесь очень сильно влияет на температуру; днем может быть на 360 градусов по Фаренгейту жарче (500 C), чем ночью.Температура увеличивается с высотой и может достигать 3600 градусов по Фаренгейту (2000 C). Тем не менее, воздух будет холодным, потому что горячие молекулы находятся так далеко друг от друга. Этот слой известен как верхняя атмосфера, и именно здесь происходят полярные сияния (северное и южное сияние).

Экзосфера

От верха термосферы до высоты 6200 миль (10 000 км) над Землей простирается экзосфера, где находятся метеорологические спутники. В этом слое очень мало атмосферных молекул, которые могут улететь в космос.Некоторые ученые не согласны с тем, что экзосфера является частью атмосферы, и вместо этого классифицируют ее как часть космического пространства. Четкой верхней границы, как в других слоях, нет.

Паузы

Между каждым слоем атмосферы проходит граница. Выше тропосферы — тропопауза, над стратосферой — стратопауза, над мезосферой — мезопауза, а над термосферой — термопауза. В этих «паузах» происходит максимальное изменение между «сферами».

Ионосфера

Ионосфера на самом деле не слой атмосферы, а области в слоях, где есть ионизированные частицы (электрически заряженные ионы и свободные электроны), особенно расположенные в мезосфере и термосфере. Высота слоев ионосферы меняется в течение дня и от сезона к сезону.

Насколько высоко атмосфера простирается от Земли?

Атмосфера Земли уникальна среди планет Солнечной системы и состоит в основном из азота, кислорода, аргона и углекислого газа.Если вы посмотрите на поперечное сечение атмосферы, вы увидите слоистые слои, начинающиеся на уровне земли и заканчивающиеся на краю космоса. Каждый слой играет особую роль в поддержании жизнеутверждающих свойств планеты.

Тропосфера

Тропосфера простирается на 20 километров (12 миль) над поверхностью Земли. Подавляющее большинство погодных условий на Земле происходит в этом слое, который содержит от 75 до 80 процентов массы атмосферы. Теплая земля нагревает тропосферу, температура которой уменьшается с высотой.В верхней части тропосферы холодно-минус 55 градусов по Цельсию (минус 64 градуса по Фаренгейту). Атмосферное давление также уменьшается с высотой, а более разреженный воздух требует, чтобы альпинисты использовали переносные кислородные баллоны для дыхания.

Стратосфера

Стратосфера находится на высоте от 20 до 50 километров (от 12 до 31 мили). Температура повышается по мере увеличения высоты в стратосфере, и это приводит к небольшому перемешиванию воздуха.