brinmax

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

На каком расстоянии от Земли начинается космос? | Мир вокруг нас

Споры о том, на каком расстоянии от Земли начинается космос, продолжаются среди ученых больше века! Особенность этих затяжных споров в том, что понятия о том, что же такое космос, различаются.

Например, в Канаде ученые считают, что космическое пространство начинается от поверхности нашей планеты на высоте в 118 километров. Почему именно такая цифра? Климатологи и геофизики оперируют с прогнозами и расчетами, «смотря» на Землю с этой высоты.

Космос начинается от поверхности нашей планеты на высоте в 118 километров
Фото: Depositphotos

Но существует целый ряд параметров, которые так или иначе можно назвать тоже исключительно космическими. И если другие параметры принять за точки отсчета начала космоса «от Земли», то получится целая цифровая «лестница» из расстояний. Ведь в каждой науке, соприкасающейся с явлениями космического масштаба, свои взгляды на вселенскую «пустоту», обозначаемую нами как вакуум.

Только на самом ли деле это — пустота? Нет, конечно. Чрезвычайно разряженный воздух нашей атмосферы фиксируется точными приборами очень далеко от планеты.

Космос — среда радиационная. Так говорят те ученые, кто изучает вопросы радиации. По их мнению, граница космоса от поверхности Земли должна учитываться по цифрам получаемой планетой радиации. Логика в этом есть. Но тогда логичны и рассуждения тех ученых, кто изучает гравитацию. Как известно, она — тоже важная «фигура». И ученые от гравитации доказывают, что настоящий космос от Земли находится на расстоянии 21 миллион километров! На основании чего такой вывод? Приборы показали многократно, что именно на таком удалении полностью исчезает влияние гравитационного поля нашей планеты. По мнению других ученых космос начинается на расстоянии 21 миллион км

Фото: Depositphotos

Если принять за границу космоса понятие гравитации, то автоматически тогда все управляемые человеком экспедиции нельзя будет называть космическими.

Разумеется, слова «космонавт» и «астронавт» тоже придется менять на другие. Космическими полетами останутся тогда лишь те, которые вышли за пределы орбиты Луны.

Специалисты американского управления по исследованию космического пространства NASA говорят, что космос начинается на высоте 122 километра от поверхности Земли. Чем у них была обоснована эта цифра? Тем, что на этой отметке при управляемом полете американцы выключают бортовые двигатели и производят аэродинамический спуск с орбиты.

Советские космонавты называют цифру 80 км
Фото: Depositphotos

Но советские космонавты начинали баллистический вход в атмосферу Земли и с других высот. Так что не совсем корректно получалось с «началом» космоса у американцев. С другой же стороны, метеоры начинают светиться в атмосфере ночного неба примерно на отметке в 80 километров. Исходя из этого, в США стали считать астронавтами тех, кто поднялся на данную высоту.

В конце концов, после долгих затяжных споров учеными был найден компромисс. Так как четкой границы между атмосферой планеты Земля и межзвездным пространством не существует, то условно Международная Федерация Аэронавтики предложила считать за точку отсчета космоса высоту, на которой уже не могут летать самолеты из-за очень низкой плотности воздуха. А это высота в 100 километров от поверхности Земли. Правда, споры среди ученых даже после этого компромисса продолжаются и сегодня.

Вертикальное строение атмосферы

Тропосфера

Её верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Тропопауза

Переходный слой от тропосферы к стратосфере, слой атмосферы, в котором прекращается снижение температуры с высотой.

Стратосфера

Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.

Стратопауза

Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место максимум (около 0 °C).

Мезосфера

Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25—0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы.

Мезопауза

Переходный слой между мезосферой и термосферой. В вертикальном распределении температуры имеет место минимум (около —90 °C).

Линия Кармана

Высота над уровнем моря, которая условно принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Линия Кармана находится на высоте 100 км над уровнем моря.

Граница атмосферы Земли

Принято считать, что граница атмосферы Земли и ионосферы находится на высоте 118 километров. Это показывает анализ параметров движения высокоэнергетических частиц, перемещающихся в атмосфере и ионосфере.

Термосфера

Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород. Верхний предел термосферы в значительной степени определяется текущей активностью Солнца. В периоды низкой активности происходит заметное уменьшение размеров этого слоя.

Термопауза

Область атмосферы прилегающая сверху к термосфере. В этой области поглощение солнечного излучения незначительно и температура фактически не меняется с высотой.

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

 

Атмосферные слои до высоты 120 км

Экзосфера — зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км. Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство (диссипация).

До высоты 100 км атмосфера представляет собой гомогенную хорошо перемешанную смесь газов. В более высоких слоях распределение газов по высоте зависит от их молекулярных масс, концентрация более тяжёлых газов убывает быстрее по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие уменьшения плотности газов температура понижается от 0 °C в стратосфере до −110 °C в мезосфере. Однако кинетическая энергия отдельных частиц на высотах 200—250 км соответствует температуре ~150 °C. Выше 200 км наблюдаются значительные флуктуации температуры и плотности газов во времени и пространстве.

На высоте около 2000—3500 км экзосфера постепенно переходит в так называемый ближнекосмический вакуум, который заполнен сильно разреженными частицами межпланетного газа, главным образом атомами водорода. Но этот газ представляет собой лишь часть межпланетного вещества. Другую часть составляют пылевидные час­тицы кометного и метеорного происхождения. Кроме чрезвычайно разреженных пылевидных частиц, в это пространство проникает электромагнитная и корпускулярная радиация солнечного и галактического происхождения.

На долю тропосферы приходится около 80 % массы атмосферы, на долю стратосферы — около 20 %; масса мезосферы — не более 0,3 %, термосферы — менее 0,05 % от общей массы атмосферы. На основании электрических свойств в атмосфере выделяют нейтросферу и ионосферу. В настоящее время считают, что атмосфера простирается до высоты 2000—3000 км.

В зависимости от состава газа в атмосфере выделяют гомосферу и гетеросферу. Гетеросфера — это область, где гравитация оказывает влияние на разделение газов, так как их перемешивание на такой высоте незначительно. Отсюда следует переменный состав гетеросферы. Ниже её лежит хорошо перемешанная, однородная по составу часть атмосферы, называемая гомосфера. Граница между этими слоями называется турбопаузой, она лежит на высоте около 120 км.

Сколько километров и сколько по времени лететь от Земли до Марса?

Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,76 млн км и достигается, когда Земля находится точно между Солнцем и Марсом, а максимальное расстояние от Марса до Земли составляет 401 млн км и достигается, когда Солнце находится точно между Землёй и Марсом.

Марс – еще одна планета после Земли, которая привлекает много внимания со стороны ученых, наблюдателей и просто любителей.  Многих интересует: возможно ли ее заселение»? Хороший вопрос:). Что ж, сегодня вы узнаете много интересного про эту «огненную планету» в данной статье.

Возможно ли полеты человека на Марс?

Многочисленные нет, а вот побывать на Марсе один раз возможно. Красная планета содержит много радиации, поэтому человека просто не стоит туда посылать. В дальнем космосе радиация немного другая, чем на Земле. Там галактическое излучение. Оно прошивает даже космический летательный аппарат. Помимо этого, на космический экипаж оказывает влияние солнечное протонное излучение (в несколько десятков раз больше и внезапнее), которое никак почти невозможно предсказать.

При получении радиации у человека может повредиться ЦНС: нарушение координации движения, потеря памяти… Помимо, сокращается длительность жизни на несколько лет. До конца ученые даже еще не поняли, что может случиться при затянувшимся воздействии радиации.

А еще, чтобы человек беспрепятственно мог посетить планету, нужно создать такой космический корабль, скорость которого достигала бы 18 км/с. А, чтобы прилететь обратно, следует ждать противостояния (9 месяцев добираться до Земли и 17 месяцев находиться на орбите вокруг Марса). И, конечно, нужно позаботиться о виде нового топлива. Совсем радикальный.

Над поездкой туда стоит серьезно задуматься и подготовиться. Для начала хотя бы узнать расстояние.

Возможно ли полеты человека на Марс?

Расстояние до Марса от Земли и время полета

Если ночью присмотреться к звездному небу, то можно увидеть красную звездочку – Марс. С Земли она кажется такой маленькой… Расстояние между ним и Землей неодинаково в разное время. Наиболее благоприятное время полета тогда, когда обе они максимально приблизятся к друг другу. Это бывает раз в два года примерно. В этот момент их расстояние равно – 55,76 млн км. Скорость космического корабля – 20 000 км/ч, а значит до Красной планеты можно добраться за 115 дней. Ну это по теории. В реальности, все иначе, ведь за это время она уйдет на приличное расстояние по своей орбите. Итог: делать рассчетаты надо на опережение.

Орбиты планет имеют круглую форму, поэтому удается срезать путь. Если летать на ракете, то важно учесть солнечное притяжение. Чтобы как то сэкономить топливо, космические корабли передвигаются на максимальном расстоянии от звезды. В общем, если удаленность средняя, то космическая станция может долететь можно за 162 дня, при максимуме – 289 дней, минимум – 39 дней.

Лететь к тому же, затратно. Чтобы экономить топливо, рассматриваются варианты: путешествовать от одной планеты к другой, совершать гравитационные маневры. По оценкам SpaceX, с помощью Starship можно прибыть на «огненную» планету за 6 месяцев, но путь будет намного труден.

Сколько длиться год на Марсе и какая его температура

Марс называют «близнецом Земли». Да, в чем-то они похоже, но есть и отличия. Ему нужно больше времени, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Год на нем длится в 2 раза больше, чем у нас здесь.

Познавательно, что Марс в марсианский год претерпевает изменения, похожие на земные. К примеру, это касается погоды и температуры. Марсу достаточно всего 24 часа 37 минут 22 секунды, чтобы совершить оборот вокруг своей оси. Атмосфера намного слабее, чем на Земле. Температура быстро меняется: летом жара до +30 oC, а потом может упасть до -140oC. Среднее ее значение — 63 oC. Так что, будет похолоднее, чем у нас!

Насчет полета на Марс… Есть хорошая новость. Илон Маск сказал, что первый человек, который высадится на Красную планету уже через 6 лет, а SpaceX отправит туда корабль через 4 года (если все будет в порядке). А пока остается только верить, надеяться и ждать. Ведь это огромная ответственность. Если миссия провалится, то полеты на Марс будут под запретом на несколько лет, пока не станет идеальной технологии…

Пока инженеры готовят к испытанию корабль Starship. Возможно, он доставит до планеты сразу 100 человек. Звучит фантастично, но это же может совершиться. Пока НАСА, SpaceX и другие агентства и космические компании рассматривают все возможные варианты совершения этой удивительной миссии.

Зонд НАСА собрал образцы грунта с астероида Бенну

20 октября 2020

Автор фото, NASA/Goddard/UoA

Американский космический зонд Osiris-Rex осуществил амбициозную миссию и собрал образцы породы с астероида Бенну, который сопровождал в космосе с 2018 года.

Зонд сблизился с поверхностью небесного тела диаметром в 500 метров, известного как астероид Бенну, буквально на несколько секунд.

В НАСА маневр аппарата назвали «high-five» — короткая посадка зонда напоминала хлопок двух ладоней. Чтобы собрать образцы, зонд с помощью струи газа выбил их из породы.

Ученые надеются, что Osiris-Rex сумел захватить как минимум несколько пригоршней космической пыли. Исследователи хотели бы получить по меньшей мере 60 грамм, но при самом удачном исходе зонд отправит на Землю около килограмма породы.

Сколько именно грунта удалось собрать, станет понятно только через несколько дней.

Потенциально груз зонда может быть крупнейшим по весу, который доставят на Землю из космоса с тех пор, как астронавты «Аполлона-11» около 50 лет назад привезли на нашу планету образцы лунного грунта.

Размером с Эмпайр-стейт-билдинг

Контакт с астероидом Бенну был намечен на 01:15 среды по московскому времени. Он случился на расстоянии 330 млн километров от Земли. Наблюдать за ним можно было на сайте и в соцсетях НАСА.

Процедура извлечения грунта была полностью автоматизирована. Это насущная необходимость. Радиосигнал с Земли до точки соприкосновения зонда с астероидом идет 18 минут. Поэтому контролеры в Центре управления полетами не могли управлять этим маневром вручную.

Астероид Бенну — интересное небесное тело. Он размером примерно с нью-йоркский Эмпайр-стейт-билдинг, а формой напоминает детский волчок.

Исследователи считают, что Бенну относится к классу так называемых каменноугольных или углеродных астероидов. Это значит, что в его породе сохранилась большая часть химических элементов, которые существовали 4,5 млрд лет назад, когда появились планеты и Солнце. Именно поэтому ученые так хотят доставить образцы породы Бенну в земные лаборатории для изучения.

Автор фото, NASA/Goddard/UoA

Подпись к фото,

Бенну может содержать элементы, существовавшие при возникновении Солнечной системы, считают исследователи

Когда в 2018 году зонд Osiris-Rex приблизился к Бенну, исследователи испугались.

Наблюдения с большого расстояния с помощью телескопов и радиолокаторов говорили о том, что поверхность астероида, скорее всего, имеет рыхлую структуру. Однако камеры Osiris-Rex показали, что она больше похожа не на песок, а на россыпи крупных камней.

Что еще хуже, ученые заметили, что время от времени от астероида отлетают в космос куски породы.

Из-за этого найти на астероиде безопасное место для соприкосновения оказалось сложно. Чтобы его выбрать, ученым пришлось изучить каждый сантиметр небесного тела.

Автор фото, NASA/Goddard/UoA

Подпись к фото,

В НАСА несколько раз моделировали посадку. На этом кадре — щуп для забора образцов во время одной из таких «репетиций»

После тщательных исследований ученые определили две точки, в которых Osiris-Rex сможет без большой опасности сесть на астероид и взлететь с него.

Первая точка под кодовым названием Nightingale («Соловей») — это участок около восьми метров в диаметре. Она чуть меньше теннисного корта или нескольких парковочных мест.

Зонд подлетел к этой тесной площадке на низкой скорости, обходя препятствия с помощью системы автоматической визуализации. Самым серьезным препятствием был камень высотой с двухэтажный дом, который исследователи прозвали «Роковая гора» — так же, как гора Ородруин в саге Джона Рональда Руэла Толкиена «Властелин колец».

Пять-десять секунд контакта

После посадки Osiris Rex выпустил манипулятор для забора образцов и вдавил его в грунт.

Кольцеобразный конец манипулятора действует как своего рода «пылесос наоборот». Когда он касается поверхности, из него под высоким давлением выходит струя азота, которая поднимает облако из мелких кусков породы.

Если все получилось, то довольно много из этих обломков должны были попасть в специальный резервуар.

«Мы полагаем, что на поверхности у нас будет от пяти до 10 секунд, после чего зонд снова взлетит, уже с образцами в манипуляторе», — говорила до начала операции Сандра Фройнд, руководитель проекта Osiris-Rex в корпорации Lockheed Martin Space .

В процессе сбора образцов зонд делал фотоснимки, которые позволят исследователям определить, насколько удачно прошел процесс и что могло пойти не так.

Однако на то, чтобы понять, сколько образцов удалось собрать, у НАСА уйдет еще несколько дней.

Если окажется, что образцов мало и необходима вторая попытка, то Osiris Rex попытается приземлиться в точке под кодовым названием Osprey («Морской ястреб»).

В любом случае, собранные образцы отправятся на Землю в специальной капсуле, которая должна достичь Земли в сентябре 2023 года.

НАСА также плотно сотрудничает с Японским космическим агентством, запустившим зонд «Хаябуса-2», который в прошлом году собрал пробы грунта с астероида другого типа под названием Рюгу.

Груз образцов с Рюгу должен добраться до Земли к декабрю. Многие ученые хотели бы изучить образцы с обоих астероидов. Среди них — Сара Расселл из лондонского Музея естествознания.

«Мы можем очень многое узнать о ранних этапах истории Солнечной системы, изучая метеориты. Но когда эти камни проходят сквозь атмосферу и падают на Землю, они всегда каким-то образом контаминируются», — сказала она Би-би-си.

«Так что это наш шанс получить по-настоящему чистый образец и понять изначальную химию Солнечной системы», — говорит ученая.

Сколько лететь до Луны? — Hi-News.ru

Как известно, все пилотируемые полеты на спутник нашей планеты осуществлялись только на космических кораблях, по времени занимая около 3 дней 3 часов и 49 минут. Для огромного расстояния в 380 000 километров это вполне приемлемое время, но стоит отметить, что ученые из НАСА уже осуществили более быстрые полеты. Так, например, запущенный при скорости 58 000 км/ч спутник, долетел до Луны всего за 8 часов и 35 минут, а благодаря разработке мощных двигателей и различным модификациям космических аппаратов, со временем полет на Луну стал занимать еще меньше времени. Но что будет, если вы вдруг захотите осуществить космическое путешествие не на космическом корабле, а на велосипеде или воздушном шаре? Сколько же времени уйдет у вас на то, чтобы преодолеть несколько сотен тысяч километров, отделяющих нашу планету от ее естественного спутника?

Сколько лететь до Луны?

Полет на Луну

В настоящее время космонавты уже совершили множество экспедиций как к самой Луне, так и к ее орбите. В среднем, космический перелет от нашей планеты к спутнику занимает от 3 до 5 дней, начиная с момента запуска, перелета в среднем 380-и тысяч километров и заканчивая самой посадкой в зависимости от конкретных целей экспедиции. На продолжительность перелета влияет множество факторов, как предвиденных, так и не предвиденных. Немаловажное значение имеет сам космический корабль и его скоростные способности вкупе с экономичностью. Так, например, в 2003 году была начата экспедиция до Луны, которая в общей сложности заняла один год, один месяц и два дня, считаясь вплоть до нашего времени самой экономичной.

Согласно статье, опубликованной на сайте Science101.com, современные специалисты рассчитали примерное количество времени, которое пришлось бы потратить на путешествие к Луне на различных видах транспорта, если бы это было возможным. Так, если представить, что до Луны можно добраться на автомобиле, то сколько времени бы ушло на путешествие?

Астрономы считают, что для того, чтобы выйти за пределы атмосферы Земли, автомобилю при скорости в 60 км/ч потребуется около часа. За пределами нашей планеты легковому транспорту потребовалось бы значительно больше времени, поскольку поездка до Луны примерно в 10 раз больше длины окружности нашей планеты. Другими словами, водителю автомобиля пришлось бы совершить кругосветное путешествие 10 раз подряд для того, чтобы проехать эквивалентное расстояние от Земли до ее естественного спутника.

Читайте также: Роскосмос: полёты к Луне — основная цель на ближайшие 10-15 лет

Путешествия по космосу на автомобиле уже известны миру благодаря необычной акции компании Tesla

Сколько времени займет поездка до Луны на велосипеде?

Очевидно, что если вы собираетесь в путешествие на Луну на велосипеде, это займет значительно больше времени, чем на шаттле или автомобиле. Если считать, что в среднем скорость среднестатистического велосипедиста достигает около 16 км/ч, то для выхода из атмосферы Земли путешественнику потребуется около шести часов безостановочно крутить педали, что, соответственно, потребует в шесть раз больше свободного времени по сравнению с автомобилем.

В случае, если у вас имеется в наличии собственный воздушный шар, а вы по каким-то причинам очень хотите попасть на Луну, то вам стоит знать, что в мире уже существует прототип воздушного шара для космического туризма, из-за чего ваше путешествие на спутник Земли может и не стать таким уж уникальным явлением с точки зрения науки.

Для полетов в стратосферу разрабатываются новые виды стратостатов

Если бы мы могли путешествовать между Землей и ее естественным спутником, то на каком транспорте вы бы туда отправились? Давайте попробуем обсудить данный вопрос в нашем Telegram-чате.

Если представить, что воздушный шар может доставить вас в целостности и сохранности до самой Луны, то лететь вам придется практически столько же времени, сколько потребовалось бы среднестатистическому велосипедисту на аналогичное путешествие. Помимо скорости в 8 км/ч, осуществить амбициозную задумку вам могут помешать погодные условия в виде сильных порывов ветра, а также все меньшее количество кислорода по мере удаления от поверхности нашей планеты.

Расстояние от Земли до Луны

Луна с незапамятных времен была постоянным спутником нашей планеты и самым близким к ней небесным телом. Естественно, человеку всегда хотелось там побывать. Но далеко ли туда лететь и какое до нее расстояние?

Что такое

Расстояние от Земли до Луны теоретически измеряется от центра Луны до центра Земли. Измерить это расстояние обычными методами, используемыми в обычной жизни, невозможно. Поэтому дистанция до земного спутника вычислялась по тригонометрическим формулам.

Перигей и апогей Луны

Аналогично Солнцу, Луна испытывает постоянное движение на земном небе вблизи эклиптики. Тем не менее, это движение значительно отличается от движения Солнца. Так плоскости орбит Солнца и Луны различаются на 5 градусов. Казалось бы, вследствие этого траектория Луны на земном небе должна быть похожа в общих чертах на эклиптику, отличаясь от нее только сдвигом на 5 градусов:

В этом движение Луна напоминает движение Солнца – с запада на восток, в противоположном направлении суточному вращению Земли. Но кроме того Луна движется по земному небу гораздо быстрее Солнца. Это связано с тем, что Земля совершает оборот вокруг Солнца примерно за 365 суток (земной год), а Луна вокруг Земли всего за 29 суток (лунный месяц). Это различие и стало стимулом к разбивке эклиптики на 12 зодиакальных созвездий (за один месяц Солнце смещается по эклиптике на 30 градусов). За время лунного месяца происходит полная смена фаз Луны:

Лунные фазы

В дополнение к траектории движения Луны добавляется ещё и фактор сильной вытянутости орбиты. Эксцентриситет орбиты Луны составляет 0.05 (для сравнения у Земли этот параметр равен 0.017). Отличие от круговой орбиты Луны приводит к тому, что видимый диаметр Луны постоянно меняется от 29 до 32 угловых минут.

В конечном итоге траектория положения Луны на земном небе постоянно мигрирует относительно фоновых звезд и эклиптики

За сутки Луна смещается относительно звезд на 13 градусов, за час примерно на 0.5 градусов. Современные астрономы часто используют покрытия Луны для оценок угловых диаметров звезд вблизи эклиптики.

От чего зависит движение Луны

Важным моментом теории движения Луны является факт того, что орбита Луны в космическом пространстве не является неизменной и стабильной. По причине сравнительно небольшой массы Луны, она подвержена постоянным возмущениям от более массивных объектов Солнечной Системы (прежде всего Солнца и Луны). Кроме того, на орбиту Луны оказывают влияние сплюснутость Солнца и гравитационные поля других планет Солнечной Системы. В результате этого величина эксцентриситета орбиты Луны испытывает колебания между 0.04 и 0.07 с периодом в 9 лет. Следствием этих изменений стало такое явление, как суперлуние. Суперлунием называется астрономическое явление, в ходе которого полная луна в несколько раз больше по угловым размерам, чем обычно. Так во время полнолуния 14 ноября 2016 года Луна находилась на рекордно близком расстоянии с 1948 года. В 1948 году Луна была на 50 км ближе, чем в 2016 году.

Сравнение видимого диаметра Луны на земном небе в перицентре и апоцентре лунной орбиты

Кроме того наблюдаются и колебания наклонения лунной орбиты к эклиптике: примерно на 18 угловых минут каждые 19 лет.

График изменения расстояния между Землей и Луной за 2 года

Чему равно

Свет от Земли до нашего спутника доберется очень быстро – за 1,255 секунд

Космическим кораблям придется потратить на полет к земному спутнику немало времени.  До Луны нельзя лететь по прямой – планета будет уходить по орбите в сторону от точки назначения, и путь придется корректировать. При второй космической скорости в 11 км/с (40 000 км/ч) полет теоретически займет около 10 часов, но на деле это будет происходить дольше. Все потому, что корабль на старте постепенно наращивает скорость в атмосфере, доводя ее до значения в 11 км/с, чтобы вырваться из поля тяготения Земли. Затем  кораблю придется тормозить при подлете к Луне. Кстати, эта скорость- максимум, чего удалось добиться современным космическим кораблям.

Пресловутый полет американцев на Луну в 1969 году, согласно официальным данным, занял 76 часов. Быстрее всех до Луны удалось долететь аппарату НАСА «Новые горизонты» — за 8 часов 35 минут. Правда, он не приземлился на планетоид, а пролетел мимо – у него была другая миссия.

Свет от Земли до нашего спутника доберется очень быстро – за 1,255 секунд. Но полеты на световых скоростях – пока что из области фантастики.

Можно попытаться представить путь до Луны в привычных величинах. Пешком при скорости 5 км/ч дорога до Луны займет порядка девяти лет. Если поехать на машине на скорость в 100 км/ч, то добираться до земного спутника придется 160 дней. Если бы на Луну летали самолеты, то рейс до нее продлился бы где-то 20 дней.

Как в древней Греции астрономы рассчитывали расстояние до Луны

Расстояние от Земли до Луны

Луна стала первым небесным телом, до которого удалось рассчитать расстояние от Земли. Считается, что первыми это сделали астрономы в Древней Греции.

Измерить расстояние до Луны пытались с незапамятных времен – первым это попытался сделать Аристарх Самосский. Он оценил угол между Луной и Солнцем в 87 градусов, поэтому вышло, что Луна ближе Солнца в 20 раз (косинус угла равного 87 градуса равен 1/20). Ошибка измерений угла привела к 20-кратной ошибке, сегодня известно, что это отношение на самом деле равно 1 к 400 (угол равен примерно 89.8 градусов). Большая ошибка была вызвана трудностью оценок точного углового расстояния между Солнцем и Луной с помощью примитивных астрономических инструментов Древнего мира. Регулярные солнечные затмения к этому времени уже позволили древнегреческим астрономам сделать вывод о том, что угловые диаметры Луны и Солнца примерно одинаковы. В связи с этим Аристарх сделал вывод, что Луна меньше Солнца в 20 раз (на самом деле примерно в 400 раз).

Для вычисления размеров Солнца и Луны относительно Земли Аристарх использовал другой метод. Речь идет о наблюдениях лунных затмений. К этому времени древние астрономы уже догадались о причинах этих явлений: Луна затмевается тенью Земли.

На схеме выше хорошо видно, что разность расстояний с Земли до Солнца и до Луны пропорциональна разнице между радиусами Земли и Солнца и радиусами Земли и её тени на расстояние Луны. Во времена Аристарха уже удалось оценить, что радиус Луны равен примерно 15 угловым минутам, а радиус земной тени составляет 40 угловых минут. То есть размер Луны получался примерно в 3 раза меньше размера Земли. Отсюда зная угловой радиус Луны можно было легко оценить, что Луна находится от Земли примерно в 40 диаметрах Земли. Древние греки могли лишь приблизительно оценить размеры Земли. Так Эратосфен Киренский (276 – 195 годы до нашей эры) на основе различий в максимальной высоте Солнца над горизонтом в Асуане и Александрии во время летнего солнцестояния определил, что радиус Земли близок к 6287 км (современное значение 6371 км). Если подставить это значение в оценку Аристарха насчет расстояния до Луны, то оно будет соответствовать примерно 502 тысяч км (современное значение среднего расстояния от Земли до Луны составляет 384 тысяч км).

Чуть позже математик и астроном II века до н. э. Гиппарх Никейский подсчитал, что расстояние до земного спутника в 60 раз больше, чем радиус нашей планеты. Его расчеты основывались на наблюдениях за движением Луны и его периодических затмениях.

Материалы по теме

Так как в момент затмения Солнце и Луна будут иметь одинаковые угловые размеры, то по правилам подобия треугольников можно найти отношение расстояний до Солнца и до Луны. Эта разница составляет 400 раз. Применяя еще раз эти правила, только уже по отношению к диаметрам Луны и Земли, Гиппарх вычислил, что диаметр Земли больше диаметра Луны в 2,5 раза. Т.е R_л = R_з/2,5.

Под углом в 1′ можно наблюдать предмет, размеры которого в 3 483 раза меньше, чем расстояние до него – эта информация во времена Гиппарха была всем известна. То есть, при наблюдаемом радиусе Луны в 15′ она будет ближе к наблюдателю в 15 раз. Т.е. отношение расстояния до Луны к ее радиусу будет равно 3483/15= 232 или S_л= 232R_л.

Соответственно, дистанция до Луны – это 232* R_з /2,5= 60 радиусов Земли. Это получается 6 371*60=382 260 км. Самое интересное, что измерения, выполненные при помощи современных инструментов, подтвердили правоту античного ученого.

Сейчас измерение дистанции до Луны проводится при помощи лазерных приборов, позволяющих измерить его с точностью до нескольких сантиметров. При этом измерения происходят за очень короткое время – не более 2 секунд, за которое Луна удаляется по орбите примерно на 50 метров от точки отправки лазерного импульса.

Эволюция методик измерения расстояния до Луны

Только с изобретением телескопа астрономы смогли получить более-менее точные значения параметров орбиты Луны и соответствия её размеров с размером Земли.

Пример эволюции астрономической единицы со временем

Более точный метод измерения расстояния до Луны появился в связи с развитием радиолокации. Первая радиолокация Луны была проведены в 1946 году в США и Великобритании. Радиолокация позволяла измерить расстояние до Луны с точностью в несколько километров.

Ещё более точным методом измерения расстояния до Луны стала лазерная локация. Для его реализации в 1960х годах на Луне было установлено несколько уголковых отражателей. Интересно отметить, что первые эксперименты по лазерной локации были проведены ещё до установки уголковых отражателей на поверхности Луны. В 1962-1963 годах в Крымской обсерватории СССР были проведены несколько экспериментов по лазерной локации отдельных лунных кратеров с использованием телескопов диаметром от 0.3 до 2.6 метров. Эти эксперименты смогли определять расстояние до поверхности Луны с точностью в несколько сотен метров. В 1969-1972 годы астронавты программы “Аполлон” доставили на поверхность нашего спутника три уголковых отражателя. Среди них наиболее совершенным был отражатель миссии “Апполон-15”, так как он состоял 300 призм, тогда как два других (миссии “Апполон-11” и “Апполон-14”) только из ста призм каждый.

Карта положения уголковых отражателей

Кроме того в 1970 и 1973 годах СССР доставил на поверхность Луны ещё два французских уголковых отражателя на борту самоходных аппаратов “Луноход-1” и “Луноход-2”, каждый из которых состоял из 14 призм. Использование первого из этих отражателей обладает незаурядной историей. За первые 6 месяцев работы лунохода с отражателем удалось провести около 20 сеансов лазерной локации. Однако затем из-за неудачного положения лунохода вплоть до 2010 года не удавалось использовать отражатель. Лишь снимки нового аппарата LRO помогли уточнить положение лунохода с отражателем, и тем самым возобновить сеансы работы с ним.

В СССР наибольшее количество сеансов лазерной локации было проведено на 2.6-метровом телескопе Крымской обсерватории. Между 1976 и 1983 годами на этом телескопе было проведено 1400 измерений с погрешностью в 25 сантиметров, затем наблюдения были прекращены в связи со свертыванием советской лунной программы.

Всего же с 1970 по 2010 годы в мире было проведено примерно 17 тысяч высокоточных сеансов лазерной локации. Большинство из них было связано с уголковым отражателем “Аполонна-15” (как говорилось выше, он является наиболее совершенным – с рекордным количеством призм):

Из 40 обсерваторий, способных выполнять лазерную локацию Луны лишь несколько могут выполнять высокоточные измерения:

Большинство сверхточных измерений выполнено на 2-метровом телескопе в техасской обсерватории имени Мак Дональда:

В то же время наиболее точные измерения выполняет инструмент APOLLO, который был установлен на 3. 5-метровом телескопе обсерватории Апач Пойнт в 2006 году. Точность его измерений достигает одного миллиметра:

Эволюция системы Луна и Земля

Главной целью всё более точных измерений расстояния до Луны являются попытки более глубокого понимания эволюции орбиты Луны в далеком прошлом и в отдаленном будущем. К настоящему времени астрономы пришли к выводу, что в прошлом Луна находилась в несколько раз ближе к Земле, а так же обладала значительно более коротким периодом вращения (то есть не была приливно захваченной).  Этот факт подтверждает импактную версию образования Луны из выброшенного вещества Земли, которая преобладает в наше время. Кроме того, приливное воздействие Луны приводит к тому, что скорость вращения Земли вокруг своей оси постепенно замедляется. Скорость этого процесса составляет увеличение земных суток каждый год на 23 микросекунды. За один год Луна отдаляется от Земли в среднем на 38 миллиметров. Оценивается, что в случае если система Земля-Луна переживет превращение Солнца в красный гигант, то через 50 миллиардов лет земные сутки сравняются с лунным месяцем. В результате Луна и Земля будут всегда повернуты к друг другу только одной стороной, как сейчас наблюдается в системе Плутон-Харон. К этому времени Луна отдалится до, примерно, 600 тысяч километров, а лунный месяц увеличится до 47 суток. Кроме того, предполагается, что испарение земных океанов через 2.3 миллиардов лет приведет к ускорению процесса удаления Луны (земные приливы значительно тормозят процесс).

Кроме того, расчеты показывают, что в дальнейшем Луна снова начнет сближаться с Землей по причине приливного взаимодействия с друг другом. При приближении к Земле на 12 тысяч км Луна будет разорвана приливными силами, обломки Луны образуют кольцо наподобие известных колец вокруг планет-гигантов Солнечной Системы. Другие известные спутники Солнечной Системы повторят эту судьбу гораздо раньше. Так Фобосу отводят 20-40 миллионов лет, а Тритону около 2 миллиардов лет.

Интересные факты

Между Землей и Луной можно поместить все остальные планеты Солнечной системы

Каждый год расстояние до земного спутника возрастает в среднем на 4 см. Причины – движение планетоида по спиральной орбите и постепенно падающая мощность гравитационного взаимодействия Земли и Луны.

Между Землей  и Луной теоретически можно разместить все планеты Солнечной системы. Если сложить диаметры всех планет, включая  Плутон, то получится величина в 382 100 км.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 72697

Запись опубликована: 05.04.2018
Автор: Максим Заболоцкий

Насколько высока площадь? — Вселенная сегодня

Посмотрите на ночное небо и что вы увидите? Пространство, сверкающее и сияющее во всей красе. С точки зрения астрономии, космос действительно очень близок, он находится по ту сторону тонкого слоя, который мы называем атмосферой. Если задуматься, Земля — ​​это не более чем крошечный островок 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 пространство.

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 больше нельзя было использовать управляющие поверхности самолета, и она составляла примерно 81 километр (50 миль) над поверхностью Земли.

Bell X-1, в котором Чак Йегер «преодолел» звуковой барьер в 1947 году. Предоставлено: 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), то есть меньше чем на полпути к космосу (согласно определению НАСА).

Аналогичным образом, космос часто определяется как начальная точка на самой низкой высоте, на которой спутники могут поддерживать орбиты в течение разумного времени, а это 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, поскольку трение с атмосферой все еще происходит.

Самый 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, и 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 касается космоса.

Если разложить сеть шире, то есть еще пространство, которое находится между галактиками во Вселенной (межгалактическое пространство). Во всех случаях определение включает регионы, где концентрация вещества значительно ниже, чем в других местах — т.е.е. 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 полагают, что пространство конечно, но безгранично и непрерывно (т. е.не имеет начала и конца).

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

Исследование:

Исследование космоса (то есть того, что находится 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 Земли, выведенный на орбиту. В ответ тогдашний президент Дуайт Д. Эйзенхауэр подписал 29 июля 1958 года Закон о национальной аэронавтике и космосе, официально учредив НАСА.

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

Сразу же 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 «Востока» это заключалось в разработке космической капсулы, которая могла быть запущена на борту одноразовой ракеты-носителя.

Наряду с многочисленными беспилотными тестами и несколькими с использованием собак, к 1960 году было выбрано шесть советских пилотов, 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 (обойдя 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, отправившейся в космос. 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 космическом 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 проекта 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 большой дальности с экипажем. После того, как «Гонка на Луну» завершилась успешной посадкой Аполлона-11 (за которой 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 времени.

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

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 служили прикрытиями для военных разведывательных станций Алмаз .

НАСА также продолжало разработку технологии космических станций, кульминацией которой в мае 1973 года стал запуск Skylab , который останется первой и единственной космической станцией, построенной в Америке.Во время развертывания Skylab получил серьезные повреждения, лишившись тепловой защиты и одной из солнечных панелей.

Для этого потребовалось, чтобы первый экипаж встретился со станцией и провел ремонт. Затем последовали еще две бригады, и за все время эксплуатации станция была занята 171 день. Это закончилось в 1979 году крушением станции над Индийским океаном и некоторыми частями южной Австралии.

К 1986 году Советы снова возглавили создание 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; а между 1987 и 1996 годами все остальные модули будут развернуты и присоединены.Всего за 15 лет службы «Мир» посетили 28 длительных 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 на станции, российское правительство объявило в 2000 году, что оно выводит 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 упала 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 на российско-американских миссиях «Шаттл-Мир» (1995- 1998).

После прекращения участия в программе космических шаттлов в 2011 году, в последние годы члены экипажа 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, в 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 последние 15 лет, превысив 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 споров. Но благодаря десятилетиям освоения космоса и запусков нам удалось найти 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…

Международная космическая станция: в цифрах

Международная космическая станция — самый большой из когда-либо построенных космических кораблей, и его сборка продолжается уже два десятилетия. Его первый компонент, российский модуль управления «Заря», который обеспечивал начальную тягу и мощность станции, был запущен 20 ноября 1998 года. Международные экипажи постоянно занимали его с 2000 года.

Вот взгляд на Международную космическую станцию ​​(МКС) со стороны цифры — по состоянию на август 2017 года — по данным НАСА:

100 миллиардов долларов : Ориентировочная стоимость МКС.Это дает космической станции грандиозный титул самого дорогого объекта в мире. [Строительство Международной космической станции (фотографии)]

Сделайте подробный тур по Международной космической станции изнутри в этой инфографике SPACE.com. Смотрите полное изображение здесь. (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, SPACE.com)

20 миллионов долларов: Сумма, которую Деннис Тито, американский предприниматель-мультимиллионер, заплатил, чтобы стать первым человеком, когда-либо прилетевшим на станцию ​​в качестве самофинансируемого космического туриста.Он пробыл на станции восемь дней, прежде чем улететь обратно на Землю.

925000 : Сколько весит МКС в фунтах (419 600 килограммов), что эквивалентно более чем 320 автомобилям.

534 : количество дней, в течение которых астронавт Пегги Уитсон прожила и работала в космосе в ходе нескольких миссий. Она участвовала в экспедициях 5, 16, 50, 51 и 52. Уитсон также участвовал в двух космических полетах.

357 : Общая длина станции в футах (109 метров).Он примерно равен длине американского футбольного поля, включая его опорные сегменты и солнечные крылья.

340 : количество дней, которое астронавт Скотт Келли провел на станции. Он является рекордсменом по самой продолжительной одиночной миссии.

240 : Среднее расстояние в милях над поверхностью Земли, на орбите МКС (400 километров). В ясный день МКС хорошо видно невооруженным глазом с земли. Наблюдатели на земле могут увидеть, как станция пролетает над головой, отслеживая ее с помощью инструментов, предоставленных НАСА.

222 : количество людей, посетивших МКС.

201 : количество выходов в открытый космос, предпринятых на данный момент для сборки, обслуживания или ремонта космической станции.

135 : Сколько раз вам придется пересечь Северную Америку, чтобы преодолеть расстояние, равное расстоянию, пройденному МКС за один день (примерно расстояние до Луны и обратно).

90 : количество минут, которое требуется МКС, чтобы облететь Землю при ее движении, за 4.8 миль (7,7 км) в секунду.

от 75 до 90 : количество киловатт энергии, которое вырабатывается акром солнечных панелей.

52 : количество компьютеров на борту МКС для управления ее системами.

52: Количество отправленных на станцию ​​экспедиций.

18 : количество стран, представленных членами экипажей космонавтов.

8 : Общая длина в милях провода, соединяющего систему электроснабжения (12.9 км).

6: Количество месяцев, в течение которых космонавт обычно живет и работает на МКС во время полета.

5: Количество беспилотных космических аппаратов, используемых для доставки грузов на космическую станцию. Среди роботизированных космических аппаратов — российский корабль «Прогресс», автоматизированный транспортный корабль Европейского космического агентства и японский транспортный корабль Н-2. НАСА также имеет контракты с компанией SpaceX на обеспечение грузовых полетов с использованием своего беспилотного космического корабля Dragon и с Orbital Sciences в Вирджинии, чтобы сделать то же самое на своем космическом корабле Cygnus.

5 : Количество космических агентств, участвовавших в строительстве станции. НАСА, Роскосмос России, Японское космическое агентство, Канадское космическое агентство и Европейское космическое агентство внесли свой вклад в строительство станции.

4 : Тонны продовольствия, необходимые для поддержки экипажа из трех человек в течение примерно шести месяцев (3 630 кг). К фаворитам экипажей МКС относятся коктейль из креветок, лепешки, говяжья грудинка барбекю, сосиски для завтрака, куриные фахитас, овощной пирог с заварным кремом, макароны с сыром, шоколадные конфеты с глазурью и коблер из черники и вишни. Лимонад — самый популярный напиток.

3 : размер первого экипажа станции в 2000 году и количество космонавтов или космонавтов, доставленных на станцию ​​на одном российском космическом корабле «Союз».

2 : самый маленький экипаж, когда-либо находившийся на борту МКС с начала длительных миссий.

2 : Сколько раз олимпийский факел находился на борту космической станции.

1 : Количество раз, когда олимпийский факел поднимался в открытый космос за пределами космической станции.9 ноября 2013 года российские космонавты Олег Котов и Сергей Рязанский взяли факел во время зимних Игр 2014 года в Сочи, Россия, во время выхода в открытый космос.

Дополнительные ресурсы

Расстояния в космосе — Science Learning Hub

Расстояния в космосе действительно очень большие. Космический корабль «Вояджер 1» покидает нашу Солнечную систему со скоростью 62 000 км в час, но даже с такой скоростью потребуется 77 000 лет, чтобы достичь ближайшей звезды. Чтобы пересечь галактику Млечный Путь, потребуется более миллиарда лет.А попасть в следующую галактику? Нам нужен калькулятор побольше!

На основе того, что мы знаем

Профессор Денис Салливан, астрофизик из Университета Виктории в Веллингтоне, считает важным, чтобы мы «чувствовали» эти большие расстояния, даже если мы не можем их визуализировать. Он считает, что это помогает связать большие измерения с более мелкими, которые мы уже знаем.

• Вы знаете, что такое километр — вы легко можете пройти это расстояние.
• Вы знаете, что такое 100 км — это то, сколько автомобиль может проехать за час при максимальной скорости на главной дороге.
• Совершите путешествие более чем на 100 км над поверхностью Земли и окажетесь в космосе, на краю атмосферы.
• Когда космический шаттл выходит в космос, он вращается примерно на 700 км над поверхностью Земли, что меньше длины Южного острова Новой Зеландии.
• Луна находится на расстоянии 400 000 км. Это такое же расстояние, как 10 раз вокруг Земли.

Числа становятся действительно большими, когда мы смотрим на расстояния от Земли до других планет в нашей Солнечной системе.Это 78 миллионов километров (78 000 000 км) от Земли до Марса и 4350 миллионов километров (4 350 000 000 км) до Нептуна.

Малая солнечная система

Чтобы получить представление о расстояниях внутри нашей Солнечной системы, она помогает уменьшить все в размерах. Солнце имеет диаметр 1 391 980 км — сократим его до 1 км. Теперь мы можем уменьшить планеты и расстояния между ними на ту же величину.

Таблица и карта показывают, что мы получили бы, если бы Солнце представляло собой шар диаметром 1 км в центре Веллингтона.

Диаметр планеты	Расстояние от Солнца	На орбите более
Меркурий 4 м	40 км83	Капити 3 903	Венера 9 м	80 км	Маастертон и Мальборо Саундс
Земля 10 м	100 км	9018 Нельсон 903	160 км	Вангануи и Кайкоура
Юпитер 100 м	560 км	9018 9018 9303 9018 9018 9303 Сатурн 1030 км	На полпути до Австралии
Уран 30 м	2070 км	Восточная окраина Австралии
Нептун 30 м	км	км Южная Австралия

Теперь давайте направимся к ближайшей звезде за пределами Солнечной системы, которая называется Проксима Центавра. Эта звезда находится на расстоянии 40 триллионов километров. Даже если мы уменьшим это на ту же величину, что и наша Солнечная система, чтобы она поместилась на территории Новой Зеландии и Австралии, Проксима Центавра все равно будет на расстоянии более 30 миллионов километров!

Световых лет

Нам нужна другая единица измерения, потому что на таких расстояниях километры слишком малы, чтобы их можно было использовать. Единицей измерения очень больших расстояний является световой год. Это расстояние, которое свет проходит за год, поэтому 1 световой год составляет около 9 500 000 000 000 км.Используя эту единицу, мы говорим, что звезда Проксима Центавра находится на расстоянии около 4,2 световых лет от нас.

Даже при использовании этого устройства числа в космосе становятся довольно большими.

0

03

903 000

Расстояние от Земли
Сириус, самая яркая звезда в небе	8,6 световых лет
Acrux2 321 03 ярчайших звезд Acrux2 03 лет яркости
Ригель, самая яркая звезда в Орионе	777 световых лет
Центр нашей галактики Млечный Путь	27,700 световых лет	903, большая галактика Andromeda	2 900 000 световых лет
Скопление Персея из 500 галактик	190 000 000 световых лет
Световых лет
Самые дальние галактики во Вселенной

Если бы мы все еще использовали километры, расстояние до самых далеких видимых галактик было бы 145 000 000 000 000 000 000 000 км.

Идея упражнения

В упражнении «Сократите Солнечную систему» ​​учащиеся создают масштабную модель Солнечной системы, чтобы помочь им понять расстояния в космосе.

Полезные ссылки

Посмотрите этот рисунок-монстр с BBC нашей Солнечной системы, который показывает, насколько велик космос.

Наблюдайте за быстро увеличивающимся одометром в реальном времени, показывающим «Вояджер-1» на расстоянии от Земли.

Эта интерактивная шкала Вселенной идет от невероятно малых (длина Планка 10 ^-35 до наблюдаемой Вселенной 10 ²⁷ ).Обратите внимание, что для этого требуется Abobe Flash.

Космос: как далеко мы ушли и куда идем? | Наука

Кто побывал в космосе?

Космические полеты теперь почтенная отрасль. Первый космический исследователь человечества, советский космонавт Юрий Гагарин, облетел вокруг земного шара 12 апреля 1961 года, более полувека назад, когда Великобритания оставалась колониальной державой, а люди все еще тратили полпенни, чтобы покупать рыбу с жареным картофелем.

С тех пор более 550 человек взорвались в глубокой черной бездне, хотя не все согласны с тем, как далеко вам нужно подняться, пока вы не попадете в космос, поэтому международно признанной цифры нет.Лишь десятая часть из них составляли женщины, во многом из-за сексистской политики НАСА и российского космического агентства Роскосмос.

Где мы были в космосе?

Советский Союз продвинулся вперед, совершив первые космические прогулки, но заявление президента США Джона Ф. Кеннеди о том, что Америка отправит человека на Луну к концу 1960-х годов, сфокусировало космическую гонку прямо на этой цели. Аполлон-11 приземлился на нашего пыльного серого соседа 20 июля 1969 года.

Всего за следующие несколько лет по Луне побывало 12 человек, все американцы, но с 1972 года никто там не побывал.Фактически с тех пор за окраину Земли никто не выезжал.

Мы представляем себе астронавтов, плавающих в открытом космосе или подпрыгивающих в кратерах Луны, однако большинство из тех, кому повезло, вместо этого вращались на низкой околоземной орбите — между 99 и несколькими сотнями миль в высоту. Именно здесь находится множество спутников связи и навигации, которые развивают скорость в тысячи миль в час, чтобы не упасть обратно на Землю.

Что нам там делать?

Несмотря на то, что мы не возвращались в глубокий космос, люди начали жить и работать за пределами атмосферы Земли, часто проводя эксперименты над собой, чтобы определить влияние невесомости или микрогравитации на человеческое тело.

Космическая коробка 1

К 1986 году Советский Союз запустил космическую станцию ​​»Мир». Когда он в конце концов упал на Землю (к счастью, незанятый) и сгорел, был запущен наш нынешний космический форпост, Международная космическая станция (МКС). С 2000 года люди постоянно живут в космосе. Сейчас там трое, они облетают земной шар каждые 90 минут.

Что происходит с телом в космосе?

Очень много, и пока мы не поймем должным образом, как невесомость влияет на людей, мы не сможем отправить пионеров этой эпохи дальше, в такие места, как Марс или блуждающие астероиды. Скотт Келли, бывший американский пилот-истребитель и давний астронавт НАСА, провел год, прыгая по тесным капсулам МКС, пытаясь понять долгосрочные последствия космического полета. Он не является рекордсменом по самому продолжительному вторжению в пустоту — об этом утверждает Геннадий Падалка, который провел там два с половиной года своей жизни в нескольких миссиях — но эксперимент Келли имел естественное преимущество перед другими: есть близнец.

Сравнивая их тела повсюду, ученые смогли оценить, как кости, мышцы и другие части тела разрушаются в космосе.На МКС есть даже тренажерный зал, где космонавты могут уберечь свои мышцы от медленного истощения — больше не нужных для их поддержки. Но они должны носить ремни безопасности, чтобы не упасть с беговой дорожки. Одна большая проблема заключается в том, что у него развиваются проблемы с глазами, но Келли обнаружил, что его тело быстро восстановилось по возвращении. Он и его близнец казались в похожей форме — хорошая новость для будущих миссий в дальний космос.

Какие страны имеют программ человека в космос?

Только три страны, Китай, Россия и США, имеют программы пилотирования в космосе, поскольку они остаются непомерно дорогими.Однако они предоставили лифты для космических путешественников из 40 стран, включая члена королевской семьи Саудовской Аравии и даже платежеспособных клиентов, таких как южноафриканский миллионер Марк Шаттлворт, которому всего 28 лет.

Сколько стоит их отправить?

Astronomical. ISS — самая дорогая машина из когда-либо построенных, ее стоимость составляет около 150 миллиардов долларов (115 миллиардов фунтов стерлингов). Программа космических шаттлов НАСА, которая стартовала в начале 1970-х годов с обещания безопасного и доступного доступа в космос, рассчитывала обойтись всего в несколько десятков миллионов долларов за запуск.Но поскольку шаттл был брошен на свалку в 2011 году, агентство оценило общую стоимость в 209 миллиардов долларов — почти 1,6 миллиарда долларов за рейс.

После большой битвы за шаттл, которая выглядела фантастически, но в то же время ограничивала космические приключения на орбите Земли и стоила целого состояния, США заняли побочное место в запусках. Большинство космонавтов сейчас отправляется российским космическим агентством, которое продает полеты на своем космическом корабле «Союз» по цене от 21 до 82 миллионов долларов.

Стоит ли платить за полет человека в космос?

Любой, кто занимается космическими путешествиями, посмеется над этим, но это хороший вопрос, и космические агентства часто недостаточно сообщают о своих достижениях.Практически все секторы человеческого прогресса выиграли от отправки людей в космос. Сама попытка совершить подвиг заставила ученых изобретать новые системы. Компьютер наведения Apollo был предшественником микрокомпьютера, который теперь можно найти во всех смартфонах. Одежда более огнестойкая из-за исследований космических пожаров. Удаленный мониторинг здоровья космонавтов привел к созданию революционных систем помощи пациентам на Земле. В условиях микрогравитации болезни ведут себя и развиваются по-разному, что помогает ученым находить лекарства.

Другие говорят, что оплата полетов человека в космос приносит деньги в экономику, утверждая, что компании, связанные с космическими исследованиями и растущей коммерческой космической индустрией, генерируют в 7-14 раз больше затрат на миссии. А НАСА, самый значительный глобальный игрок, тратит не так много, как раньше. Около 19 миллиардов долларов расходуется правительством США на свой бюджет, это примерно половина всех федеральных расходов. Во время ранней программы Apollo это было от 4% до 5%.

Космическая коробка 2

Насколько сильно космическое сотрудничество между странами?

Первая космическая гонка была частью «холодной войны», но с тех пор освоение космоса человеком было больше связано с совместной работой стран, чем друг против друга.МКС — это результат масштабного сотрудничества пяти космических агентств (НАСА, Роскосмос, японская Jaxa, панъевропейское агентство ЕКА и Канадское космическое агентство). МКС собиралась в течение 13 лет с 1998 года, постепенно добавляя капсулы, такие как Lego.

Большим исключением из этого правила является Китай, который пошел в одиночку со своими космическими амбициями, никогда не посылая космонавта на МКС. Сообщается, что в 2006 году Пекин испытал лазеры против американских спутников, получающих изображения, что, по всей видимости, было попыткой ослепить или повредить их, а американские законодатели позже запретили сотрудничество между НАСА и государственным агентством Китая.

Однако будущее любого эффективного полета человека в космос, безусловно, будет скорее совместным, чем антагонистическим. С 2011 года национальные космические агентства в 14 странах пытались объединить свои мечты в единое видение. В самом последнем плане, опубликованном в январе этого года, говорилось, что они согласились «расширить присутствие человека в Солнечной системе, с целью достижения поверхности Марса».

Можем ли мы все переехать на Марс? Профессор Мартин Рис об освоении космоса — видео

Мы едем на красную планету? Ура!

Пока не запускайте обратный отсчет. Большинство людей из сообщества людей, занимающихся космическими полетами, считают, что для того, чтобы добраться до Марса, нам нужно сначала вернуться на Луну. «Это единственный логичный шаг», — говорит Ян Кроуфорд, профессор планетологии и астробиологии в Биркбеке, Лондонский университет. «Я полностью поддерживаю отправку людей на Марс, но технологии, компетентность, опыт — я думаю, что это все еще недостижимо».

У Луны есть несколько преимуществ. До него всего три дня, а не несколько месяцев туда и обратно к Марсу, и его рекламировали как место для исследовательской станции, аналогичной той, что находится в Антарктиде.В своей небесной лаборатории ученые могли изучать влияние радиационного облучения и состояния, близкого к невесомости, на тело на более близком расстоянии от Земли, но все еще в глубоком космосе, при этом готовясь к поездкам дальше.

Так что же с луной ?

Хорошо. Не совсем так. В Глобальной дорожной карте исследований предлагается сначала построить космическую станцию ​​в качестве орбитальной базы, с которой можно будет отправлять астронавтов туда и обратно на Луну. Это будет похоже на МКС, за исключением того, что вместо того, чтобы летать вокруг Земли, он будет вращаться вокруг Луны.

Сможем ли мы когда-нибудь добраться до Марса?

Это гигантский подвиг, и следовало бы ожидать серьезных задержек. «Куда мы отправимся в космосе, определяется сочетанием того, что люди хотели бы делать, и реальностью времени и бюджетов», — говорит Генри Херцфельд, директор Института космической политики Университета Джорджа Вашингтона, Вашингтон, округ Колумбия, и бывший политический аналитик. в НАСА. «Идея отправить людей на Марс существует уже давно. Если вы читаете политику, то ясно, что это долгосрочное видение без даты.Но нам, вероятно, все еще не хватает технологий, чтобы удерживать людей в течение длительного времени в глубоком космосе ».

Кто новые претенденты на полет человека в космос?

США и Россия уступают место новым игрокам. В 2003 году Китай стал третьей страной, которая вывела человека на орбиту, и Индия планирует последовать этому примеру в 2022 году. Но влияние изменения сектора, несомненно, исходит от частного пространства.

В рамках так называемой «космической гонки миллиардеров» Илон Маск, основатель компании Telsa electric cars, генеральный директор Amazon Джефф Безос и босс Virgin Ричард Брэнсон — все они хотят отправить частных лиц в космос.Их компании, SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic, намерены удешевить космические путешествия человека.

Они присоединяются к горстке коммерческих космических компаний, которые уже работают подрядчиками с национальными космическими агентствами. Титаны аэрокосмической промышленности Boeing и Lockheed Martin отправляют в космос тяжелые пусковые установки, но это стоит не менее 350 миллионов долларов за запуск — в несколько раз дороже, чем новая система Falcon Heavy от SpaceX за 90 миллионов долларов.

SpaceX уже забронировал запуски на сумму около 10 миллиардов долларов и позволяет сэкономить за счет многоразового использования космических аппаратов, где даже ракетные ускорители приземляются обратно на землю и могут быть удалены пылью для повторного использования.

И хотя вероятность прекращения финансирования МКС в следующем десятилетии возрастает, несколько частных предприятий рассматривают возможность приобретения или восстановления собственных космических станций.

Что дальше?

В то время как правительственные агентства уделяют приоритетное внимание Луне, другие смотрят прямо на Марс. Маск сказал, что его жизненная цель — создать процветающую колонию на Марсе, которая станет надежным убежищем для человечества в случае катастрофического события на Земле, такого как ядерная война или переворот искусственного интеллекта в стиле Терминатора.Для этого SpaceX разрабатывает ракету Big Falcon Rocket (BFR), которая, как он утверждает, может отправить пилотируемые полеты на красную планету к середине 2020 года.

Маск говорит, что BFR отчасти вдохновлен ракетой Тинтина и будет самым большим из когда-либо созданных, высотой около 40 этажей и способным перевозить до 100 пассажиров за поездку, в зависимости от того, сколько багажа они хотят поместить в багажник.

Помимо здорового бизнеса по запуску спутников, SpaceX зарабатывает деньги, продавая билеты на BFR для поездки, некоторые сказали бы весело, вокруг Луны.Юсаку Маэдзава, японский модный миллиардер и коллекционер произведений искусства, финансирует такую ​​миссию, намеченную на 2023 год, и говорит, что собирается пригласить художников с собой в недельную поездку, чтобы вновь вовлечь публику в чудо нашей вселенной.

Дополнительная литература

Справочник космонавта по жизни на Земле, Крис Хэдфилд

В космос и обратно, Салли Райд

The Right Stuff, Том Вулф

Марсианин, Энди Вейр

Выносливость: год в космосе, целая жизнь открытий, Скотт Келли

Как далеко находится Луна? Объяснение расстояния между Землей и Луной | Луна удаляется все дальше? Сколько времени нужно, чтобы добраться до Луны?

Луна — самый узнаваемый объект в ночном небе, оказывающий огромное влияние на жизнь здесь, на Земле.Но каково точное расстояние между Землей и Луной? И почему этот вопрос не так прост, как кажется? Астроном Королевской обсерватории Аффелия Вибисоно объясняет все . ..

Как далеко Луна от Земли?

Среднее расстояние между Землей и Луной составляет 384 400 км (238 855 миль) .

Как далеко это в световых секундах?

Свет распространяется со скоростью 300 000 километров в секунду, поэтому свету требуется около 1,3 секунды, чтобы пройти от Луны до Земли.Другими словами, Луна находится на расстоянии 1,3 световых секунды от Земли .

Посмотрите изображения Луны на выставке Insight Investment Astronomy Photographer of the Year

Что такое световой год?

Эллиптическая орбита Луны

Орбита не является идеально круговой. Некоторые из них очень близки, но все они хотя бы слегка эллиптические. Астрономы могут измерить, насколько близка к идеальному кругу орбита, вычислив ее «эксцентриситет».

Это выражается числом от 0 до 1.Чем ближе эксцентриситет к 0, тем ближе орбита к окружности. Фактически, круг можно рассматривать как особый вид эллипса с эксцентриситетом 0.

Орбита Венеры — наименее эксцентричная из всех планет нашей Солнечной системы и самая близкая к окружности со значением 0,007. Меркурий — самый эксцентричный со значением 0,2.

Эксцентриситет орбиты Луны составляет 0,05 . Кроме того, Земля тоже не находится в самом центре орбиты Луны.Он расположен в одном из фокусов эллиптической орбиты Луны, поэтому ближе к одному краю орбиты, чем к другому.

Апогей, перигей и среднее расстояние — объяснение расстояния до Луны

Астрономы склонны говорить о трех разных числах, когда говорят о расстоянии между Землей и Луной.

В самой удаленной от Земли точке Луна находится примерно в 405 696 км (252 088 миль) на расстоянии км, и астрономы говорят, что Луна находится в апогее («апо» означает «далеко»).

С другой стороны, когда Луна находится в перигее («пери» означает «близко»), Луна находится на самом близком приближении к Земле . Расстояние между ними составляет всего 363 104 км (225 623 мили).

Эти две цифры отличаются на 42 592 км (26 465 миль) — более чем в три раза больше, чем диаметр Земли! Среднее расстояние между Землей и Луной составляет 384 400 км (238 855 миль) .

Эллиптическая орбита Луны с расстояниями в апогее и перигее.Обратите внимание, что Земля находится не в самом центре орбиты и что эксцентриситет орбиты здесь преувеличен! Предоставлено: НАСА / Люк Виатор / Аффелия Вибисоно

.

Суперлуна и микролун

Но влияют ли на нас как-нибудь эти два расстояния? На самом деле, нет. Полная Луна будет выглядеть немного больше, если она происходит в период перигея (иногда ее называют суперлуной), и немного меньше в апогее (микролуна). Однако разница не будет легко заметна невооруженным глазом, и сравнение фотографий — единственный способ действительно ее увидеть.

Узнайте больше о суперлунах

Сравнение микролуны и суперлуны. Суперлуны кажутся на 14% больше и на 30% ярче микролуны. Кредит: Marcoaliaslama

Как Луна влияет на приливы?

Наши приливы вызваны гравитационным притяжением Луны и Солнца, а также вращением Земли . Приливы самые высокие, а отливы самые низкие, когда это полнолуние или новолуние, из-за суммирования гравитационного притяжения нашего естественного спутника и звезды.Эти приливы называются весенними приливами, поскольку приливы возникают и возвращаются, они не имеют ничего общего с весенним сезоном. В перигее гравитационное притяжение Луны будет немного сильнее, чем обычно, и поэтому разница между приливом и отливом будет больше — но только примерно на 5 см! Точно так же, когда Луна находится в апогее, разница между приливом и отливом будет всего примерно на 5 см меньше, чем обычно.

Самые большие приливы происходят, когда Солнце, Луна и Земля выравниваются, потому что гравитационное притяжение Солнца и Луны совмещается. Непрерывные приливы меньше и возникают, когда Солнце и Луна перпендикулярны друг другу. Предоставлено: НАСА / Люк Виатор / HalloweenNight / Affelia Wibisono

.

Как далеко Луна от Солнца?

Поскольку Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца, Луна и Земля находятся на одинаковом среднем расстоянии от Солнца. В среднем Земля и Луна находятся на расстоянии около 150 миллионов километров (или 93 миллионов миль) от Солнца!

Это расстояние настолько велико, что свету требуется восемь минут, чтобы добраться до нас (помните, что свет распространяется со скоростью 300 000 километров в секунду).Это означает, что если бы Солнце перестало светить прямо сейчас, мы не знали бы об этом еще восемь минут.

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Луны с Земли?

В среднем это займет три дня , но это зависит от того, как быстро вы путешествуете, и от точного маршрута. Это также зависит от того, что вы хотите сделать — прохождение Луны не требует от вас замедления для выхода на ее орбиту, что сводит к минимуму время, необходимое для достижения этой цели.

8 часов 35 минут

Рекорд по кратчайшему времени полета на Луну в настоящее время принадлежит космическому кораблю New Horizons с временем полета 8 часов 35 минут.

1 день 10 часов

Первым космическим кораблем, который попытался достичь Луны, был советский космический корабль Luna 1 в 1959 году. К сожалению, он не замедлился настолько, чтобы завершить свою миссию, но он достиг окрестностей Луны за 34 часа (1 день 10 часов).

13,5 месяцев

SMART 1 , космический корабль Европейского космического агентства с ионным двигателем, был запущен в 2003 году. Он был очень экономичным, но на его завершение ушло 13,5 месяцев!

Сколько времени потребовалось миссиям Аполлона, чтобы достичь Луны?

Путешествие человека в космос обычно занимает больше времени, чем путешествие роботов.В среднем девять полетов с экипажем на Луну (включая Аполлон 8, Аполлон 10, Аполлон 13 и шесть, которые приземлились на поверхность) заняли чуть более 78 часов (3 дня 6 часов), чтобы выйти на лунную орбиту. Самым быстрым был Аполлон-8, который занял 2 дня 21 час 8 минут, в то время как Аполлон-17 занял самое долгое время — 3 дня, 14 часов и 41 минуту (время включает время, проведенное на орбите Земли).

Сколько времени нужно, чтобы добраться до Луны?

Если бы вы двигались со скоростью 40 миль в час, вам потребовалось бы примерно 5791.375 часов, чтобы добраться до Луны. Однако это зависит от того, находится ли Луна в апогее или перигее — и, конечно, какой у вас ракетный автомобиль.

Как долго Луна обращается вокруг Земли?

Лунный фазовый цикл занимает 29,5 дней, чтобы завершить , и он напрямую связан с орбитой Луны вокруг Земли. Однако это не то время, которое требуется для завершения одного витка. Вместо Луне требуется 27,3 дня для обращения вокруг Земли за один раз .

Эта разница возникает из-за того, как вы измеряете движение объектов в пространстве.Поскольку в пространстве нет по-настоящему фиксированных точек, по которым можно было бы проводить измерения, вы вынуждены использовать объекты, которые, как считается, не перемещаются в пределах разумного уровня неопределенности.

Очень далекие звезды и галактики, хотя технически все они находятся в движении, не заметно движутся по небу в человеческом масштабе времени. Поэтому их можно считать фиксированными.

Если вы измерите орбиту Луны по сравнению с этими далекими звездами, вы получите 27,3 дня, истинный период обращения Луны.Однако фазы Луны зависят от того, как расположены Луна, Земля и Солнце. В то время как Луна вращается вокруг Земли, Земля движется по своей орбите вокруг Солнца. По сути, Луне требуется пара дополнительных дней, чтобы догнать и вернуться в ту же точку в космосе относительно Солнца. Отсюда 29,5-дневный цикл лунной фазы.

Сколько длится день на Луне?

Вы могли заметить, что полная Луна всегда выглядит примерно одинаково. Вы всегда видите один и тот же узор из кратеров, холмов, долин и морей на полной Луне.Фактически, если вы посмотрите на любую фазу Луны, она всегда будет показывать одни и те же функции, хотя не все функции будут освещены.

Это потому, что Луна вращается с той же скоростью, что и вращается вокруг Земли, за исключением пары незначительных колебаний (известных как либрация), которые позволяют увидеть немного больше Луны. Это означает, что мы когда-либо видим только ближнюю сторону Луны с Земли и никогда — обратную сторону. Иногда это называют «темной стороной» Луны — не потому, что она на самом деле темная, а потому, что она была загадочной и неизвестной, пока люди ее не исследовали.

В результате получается очень медленно вращающаяся Луна: от полудня до полудня на Луне требуется 29,5 дней. Дневной свет длится около двух недель, а ночной — еще две недели. Это, в сочетании с отсутствием атмосферы на Луне, означает, что температура резко меняется от более 100 ° C в течение дня до примерно -150 ° C ночью.

Луна удаляется от Земли?

Астрономы обнаружили, что Луна в настоящее время удаляется от Земли на 3 секунды.8 см каждый год!

Астронавтов из миссий Аполлон-11, 14 и 15 и два советских марсохода, Луноход 1 и Луноход 2 , оставили в общей сложности пять зеркал на поверхности Луны. Астрономы на Земле могут отражать лазерные лучи от этих зеркал и записывать время, необходимое лазеру, чтобы вернуться. Мы знаем, с какой скоростью движется лазерный луч (скорость света), поэтому мы можем легко вычислить расстояние, которое прошел лазерный луч. Тогда расстояние Земля-Луна будет половиной этого значения.

Это означало бы, что в далеком будущем полные солнечные затмения уйдут в прошлое, поскольку Луна будет казаться меньше: следовательно, ее диск не будет достаточно большим, чтобы полностью скрыть Солнце. Согласно теории, в конечном итоге он перестанет удаляться от Земли примерно через 50 миллиардов лет. Однако Солнце уже вступило бы в следующий этап своей жизни задолго до того, как это произойдет. По мере того, как через 5 миллиардов лет она расширяется в звезду красного гиганта, она толкает Луну обратно к Земле, вызывая ее распад из-за сильных приливных сил.

Эта статья написана астрономом из Королевской обсерватории, Гринвич

06. 01.2018: Аффелия Вибисоно

Где космос? | Национальная служба спутников, данных и информации по окружающей среде NOAA (NESDIS)

Космос. Это последний рубеж, и именно здесь NOAA управляет национальными экологическими и метеорологическими спутниками.

Но где именно «космос»? Это может показаться простым вопросом, но любой ответ, выходящий за рамки «вверх», может быть более сложным, чем вы думаете.Хотя большинство людей в целом согласны с тем, что космос начинается, когда заканчивается атмосфера Земли — где именно это находится, зависит от того, кого вы спросите.

Международное право гласит, что космическое пространство должно быть свободно для исследования и использования всеми, но нет окончательного закона, указывающего, где фактически заканчивается национальное воздушное пространство и начинается космическое пространство. Это оставляет возможность для самых разных интерпретаций.

Общее определение пространства известно как линия Кармана, воображаемая граница на 100 километров (62 мили) над средним уровнем моря. Теоретически, как только эта 100-километровая линия пересечена, атмосфера становится слишком тонкой, чтобы обеспечить достаточную подъемную силу для обычных самолетов для поддержания полета. На этой высоте обычному самолету потребуется достичь орбитальной скорости, иначе он рискнет упасть на Землю.

Всемирный руководящий орган по авиационным и астронавтическим данным, Международная авиационная федерация (FAI) и многие другие организации используют линию Кармана как способ определения того, когда был достигнут космический полет.

Охотник за ураганами NOAA WP-3D Orion и Gulfstream IV в полете.Коммерческие самолеты летают на высоте от 30 000 до 40 000 футов (от 5 до 6 миль) Фото: NOAA

Военные США и НАСА по-разному определяют космос. По их словам, космос начинается в 12 милях ниже линии Кармана, на высоте 50 миль над поверхностью Земли. Пилоты, специалисты миссии и гражданские лица, пересекающие эту границу, официально считаются космонавтами.

Если мы определяем попадание в космос с помощью самых строгих терминов, то есть полностью покидая атмосферу Земли, вам, возможно, придется пройти более 600 миль или более к самому внешнему слою атмосферы, чтобы добраться до него. Здесь атмосфера становится невероятно тонкой и начинает уступать место более сильным солнечным ветрам Солнца.

Атмосфера Земли — это наш естественный щит от суровых условий космоса — от метеоров и падающих спутников до смертоносного ультрафиолетового излучения Солнца. Он также содержит воздух, которым мы дышим, погодные условия, которые мы переживаем, и помогает регулировать планетарные температуры. Кредит: NOAA

Однако такой способ определения пространства немного усложняет ситуацию.На этой высоте Международная космическая станция (на орбите от 205 до 270 миль), космический челнок (на орбите на высоте 200 миль) и некоторые из полярно-орбитальных спутников NOAA (на орбите на высоте 540 миль) не будут считаться космическими кораблями!

В последние годы ученые пытались определить точную «границу космоса» с помощью различных исследований атмосферы. В 2009 году исследователи из Университета Калгари разработали и запустили Supra-Thermal Ion Imager, прибор, разработанный для измерения перехода между относительно слабыми ветрами атмосферы Земли и более сильными потоками заряженных частиц в космосе. По их данным, край космоса начинается на высоте 118 км (73 мили) над уровнем моря.

Где космос? До сих пор, возможно, было достаточно простого кивки в небо, но кажется, что с каждым годом последний рубеж становится все более доступным. В сегодняшнем мире потенциальных коммерческих пассажирских космических полетов, миссий на Марс и невообразимых технологических достижений космическое пространство, возможно, становится ближе, чем мы когда-либо думали.

«Свобода космоса»

Концепция «свободы космоса» началась в 1950-х годах с началом космической эры, холодной войны и президента Дуайта Д.Эйзенхауэр. С надвигающейся угрозой ядерной войны президент Эйзенхауэр и его советники стремились обеспечить международное признание «свободы космоса» для негласного использования разведывательных спутников.

Его интерпретация космоса очень похожа на открытое море. За пределами национального территориального воздушного пространства государства могли проводить мирные космические операции, не заботясь о международных границах. Хорошо зная о негласной мотивации президента безопасно использовать высотные спутники-шпионы, Советский Союз категорически выступил против этой идеи, стремясь установить гораздо более высокие границы воздушного пространства.

Уильям Х. Пикеринг, Джеймс ван Аллен и Вернер фон Браун держат в воздухе полномасштабную модель Explorer I, первого спутника Соединенных Штатов, на пресс-конференции, на которой объявляют об успешном выходе на орбиту. Фото: NASA

Несмотря на такие протесты, Эйзенхауэр объявил, что Соединенные Штаты запустят научный спутник Земли в рамках Международного геофизического года (МГГ) 1957 года.

США надеялись, что научный спутник, уже являющийся частью плана МГГ и гораздо менее вызывающий споры, чем спутник-шпион, совершит первый в мире вылет в космос и создаст прецедент для свободы космоса.

По иронии судьбы, именно Советский Союз непреднамеренно создал прецедент, запустив первый в мире искусственный спутник Земли — Спутник-1. Поскольку Спутник и его спутники, которые следовали за ним во время МГГ, без протеста пересекли международные границы, была предварительно утверждена концепция свободы космоса.

Что такое линия Кармана и где находится край космоса?

Спросите кого-нибудь, где находится космос, и он, вероятно, укажет на небо. Все, правда? Просто.

Кроме того, никто не знает, где кончается «воздушное пространство» и начинается «космическое пространство». Это может показаться тривиальным, но определение этой границы может иметь значение по разным причинам, в том числе, но не ограничиваясь тем, какие высоко летающие люди будут назначены астронавтами.

Теперь, когда Virgin Galactic, похоже, находится на пороге запуска платных пассажиров на суборбитальные траектории, многие люди задаются вопросом, заработают ли эти удачливые космические туристы свои крылья астронавтов. На данный момент, по словам У.С. практик.

Это проблема? «Нет, я думаю, это здорово!» говорит астронавт НАСА Майк Массимино, который помогал ремонтировать космический телескоп Хаббл.

Здесь мы рассмотрим способы определения пространства в настоящее время, путаницу вокруг демаркации и то, что может принести будущее.

Действительно ли имеет значение, где начинается космос?

Международные договоры определяют «космос» как свободный для исследования и использования всеми, но это не относится к суверенному воздушному пространству над странами.Законы, регулирующие воздушное и космическое пространство, разные; Полет со спутником на высоте 55 миль над Китаем — это нормально, если космос начинается на высоте 50 миль, но определите край на 60 миль, и вы можете обнаружить, что ваш спутник рассматривается как акт военной агрессии.

«Где заканчивается воздушное пространство страны и начинается космос?» — спрашивает Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «Как только вы договариваетесь о границе космоса, вы соглашаетесь с границей, в которой применяется космическое право».

Однако США и некоторые другие страны сопротивлялись формальному международному разграничению пространства, заявляя, что в этом нет необходимости и что «без такого определения не возникло никаких юридических или практических проблем. Другие утверждают, что сохранение четкой границы будет иметь решающее значение, учитывая рост числа национальных космических программ и частных космических полетов, которые увеличивают объем суборбитального движения.

Итак, как в настоящее время определяется «пространство»?

В целом, большинство экспертов говорят, что космос начинается в точке, где орбитальные динамические силы становятся более важными, чем аэродинамические силы, или когда одной атмосферы недостаточно, чтобы поддерживать летающее судно на суборбитальных скоростях.

Земля 101 Земля — ​​единственная планета, на которой существует жизнь. Узнайте происхождение нашей родной планеты и некоторые ключевые ингредиенты, которые помогают сделать это синее пятнышко в космосе уникальной глобальной экосистемой.

Исторически сложилось так, что определить эту точку на определенной высоте было сложно. В 1900-х годах венгерский физик Теодор фон Карман определил, что граница должна быть на высоте около 50 миль, или примерно 80 километров над уровнем моря. Однако сегодня линия Кармана проходит на том, что NOAA называет «воображаемой границей», которая находится на высоте 62 миль или примерно в сотне километров над уровнем моря.

Международная авиационная федерация (FAI), которая отслеживает стандарты и записи в космонавтике и воздухоплавании, также определяет космос как начало на высоте ста километров. В конце концов, это красивое круглое число.

Но Федеральное управление гражданской авиации, ВВС США, NOAA и НАСА обычно используют 50 миль (80 километров) в качестве границы, а ВВС предоставляют крылья астронавтам тем, кто летает выше этой отметки. В то же время Центр управления полетами НАСА помещает линию на 76 миль (122 километра), потому что это «точка, в которой сопротивление атмосферы становится заметным», — пишут Бхавья Лал и Эмили Найтингейл из Института политики науки и технологий в обзоре 2014 года. статья.

Почему люди не могут согласиться?

«Оказывается, это очень политически, — говорит Макдауэлл.

Нет простого различия между «космосом» и «не космосом», отчасти потому, что атмосфера Земли не исчезает просто так; скорее, он постепенно становится все тоньше и тоньше примерно на 600 миль. Технически Международная космическая станция, которая вращается на средней высоте 240 миль, не была бы в космосе, если бы мы определили «космос» как отсутствие атмосферы.

Кроме того, не существует единой высоты, выше которой спутник может стабильно оставаться на орбите; это зависит от типа спутника и его орбитальной траектории, говорит Макдауэлл.

Великолепный составитель списков, Макдауэлл собирал записи о ракетах, астронавтах и ​​других космических объектах, и он искал общепринятые международные границы, которые помогли бы ему решить, какие записи включить. Когда он понял, что ничего не существует, он решил найти его, пересмотрев типы вычислений, которые делал фон Карман.

Он определил общедоступные орбитальные траектории для 43 000 спутников и отсортировал их по самым низким точкам их орбит (так называемым перигеям) во время вывода из эксплуатации и возвращения в атмосферу. Оттуда он понял, что спутники могут вращаться вокруг планеты много раз ниже высоты 62 миль, но те, что опускаются ниже 50 миль, чаще всего быстро и пламенеют.

После этого он переделал математику фон Кармана и обнаружил, что влияние атмосферы на орбитальный космический корабль становится незначительным на высоте около 50 миль.

«Чего вы не видите, так это того, что количество спутников опускается до 70 и возвращается обратно», — говорит он. «Существует довольно резкая граница, довольно резкая граница между тем, насколько низким может быть перигей, и тем, где вы просто не сможете вернуться назад».

Поскольку суборбитальные космические компании приближаются к краю космоса, может ли 2019 год стать годом, когда мы официально определили его?

Макдауэлл думает, что это маловероятно, хотя он уверен, что разговор набирает обороты, поскольку коммерческие космические предприятия начинают проводить больше времени в районе между 50 и 200 милями вверх, где вращается космическая станция.

«Я думаю, что по мере того, как космическая деятельность все больше переходит в этот режим, давление с целью согласования границ будет возрастать», — говорит он.

Фактически, FAI говорит, что из-за «убедительных» недавних анализов, предполагающих, что космос должен начинаться на высоте около 50 миль, он предложит встречу в следующем году для оценки идеи.

Назовут ли пассажиров, совершающих суборбитальные полеты, «космонавтами»?

На данный момент да, по крайней мере, если они совершают поездку из U.С. Стартовая площадка. FAA и ВВС США согласны с тем, что полет на высоте более 50 миль над нашей планетой дает право человеку на титул. (Посмотрите, где существуют активные космодромы по всему миру.)

Что думают об этом астронавты НАСА?

Некоторые люди могут возразить, что выход на орбиту — это то, что определяет космонавта. Однако «я думаю, что Алан Шепард и Гас Гриссом не согласятся», — говорит Терри Виртс, бывший командир Международной космической станции, который провел на орбите более 213 дней. «Это первые два американских астронавта, которые не вышли на орбиту».

Виртс говорит, что есть большая разница между пятиминутным суборбитальным полетом и шестимесячным орбитальным полетом, но если говорить об этом, то люди, совершавшие оба типа поездок, заслужили звание «космонавтов».

«Если вы привязаны к ракете, я думаю, это чего-то стоит», — говорит Виртс. «Когда я был пилотом F-16, я не завидовал пилотам Cessna, которых называют пилотами.Думаю, все узнают, платили ли вы за пятиминутный суборбитальный полет или являетесь командиром межпланетного космического корабля. Это две разные вещи ».

Массимино соглашается, что есть важное различие между выбором в качестве астронавта НАСА — «обучение, борьба, отказы и все такое» — и тем, чтобы быть платежеспособным клиентом. Но он также полностью согласен с космическими туристами, получившими этот титул.

«Я думаю, что если вы выйдете выше этой черты, вы определенно станете космонавтом», — говорит он.»Чем больше тем лучше!»

.