Jak vysoký je vesmír?

Podívej se na noční oblohu a co vidíš? Prostor, třpytivý a zářící v celé své kráse. Astronomicky řečeno, vesmír je opravdu docela blízko, přetrvává právě na druhé straně té tenké vrstvy, kterou nazýváme atmosféra. A když se nad tím zamyslíte, Země je jen o málo víc než malý ostrov v moři vesmíru. Je tedy doslova všude kolem nás.

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

Definice:

První oficiální definice vesmíru přišla z Národní poradní výbor pro letectví (předchůdce NASA), který rozhodl o bodu, kdy byl atmosférický tlak menší než jedna libra na čtvereční stopu. To byla výška, ve které již nebylo možné používat řídicí plochy letadla a odpovídala zhruba 81 kilometrům (50 mil) nad povrchem Země.

Bell X-1, ve kterém Chuck Yeager „prolomil“ zvukovou bariéru v roce 1947. Uznání: NASA

Jakýkoli zkušební pilot nebo astronaut NASA, který překročí tuto výšku, získá svá astronautská křídla. Krátce poté, co byla tato definice schválena, letecký inženýr Theodore von Kármán vypočítal, že nad výškou 100 km bude atmosféra tak řídká, že letadlo bude muset letět orbitální rychlostí, aby získalo jakýkoli vztlak.

Tato výška byla později přijata jako Karmanova linie Světovou federací leteckých sportů (FAI). A v roce 2012, kdy Felix Baumgartner překonal rekord pro nejvyšší volný pád, skočil z výšky 39 kilometrů (24,23 mil), méně než v polovině cesty do vesmíru (podle definice NASA).

Ze stejného důvodu je vesmír často definován jako začátek v nejnižší výšce, ve které mohou satelity udržovat oběžné dráhy po rozumnou dobu – což je přibližně 160 kilometrů (100 mil) nad povrchem. Tyto různé definice jsou komplikované, vezmeme-li v úvahu definici slova „atmosféra“.

Atmosféra Země:

Když mluvíme o zemské atmosféře, máme tendenci myslet na oblast, kde je tlak vzduchu stále dostatečně vysoký, aby způsobil odpor vzduchu, nebo kde je vzduch jednoduše dostatečně hustý, aby mohl dýchat. Ale ve skutečnosti se zemská atmosféra skládá z pěti hlavních vrstev – troposféry, stratosféry, mezosféry, termosféry a exosféry – z nichž poslední se rozprostírají daleko do vesmíru.

Silueta raketoplánu Endeavour proti zemské atmosféře. Oranžová vrstva je troposféra, bílá vrstva je stratosféra a modrá vrstva je mezosféra. Kredit: NASA

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

Zde se tedy objevují jevy známé jako polární záře a Aurara Australis je známo, že se konají. The Mezinárodní vesmírná stanice také obíhá v této vrstvě, mezi 320 a 380 km (200 a 240 mil), a je třeba ji neustále posilovat, protože stále dochází ke tření s atmosférou.

Nejvzdálenější vrstva, známá jako exosféra, se rozprostírá do výšky 10 000 km (6214 mi) nad planetou. Tato vrstva se skládá hlavně z extrémně nízkých hustot vodíku, helia a několika těžších molekul (dusík, kyslík, CO²). Atomy a molekuly jsou od sebe tak daleko, že se exosféra už nechová jako plyn a částice neustále unikají do vesmíru.

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

Meziplanetární vs. Mezihvězdné:

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

Pokud bychom vrhli síť širší, existuje také prostor, který leží mezi galaxiemi ve vesmíru ( mezigalaktický prostor ). Ve všech případech definice zahrnuje oblasti, kde je koncentrace hmoty výrazně nižší než na jiných místech – tedy oblast, kterou centrálně zabírá planeta, hvězda nebo galaxie.

Navíc, ve všech třech definicích, zahrnutá měření přesahují vše, s čím jsme my lidé zvyklí se pravidelně potýkat. Někteří vědci věří, že se prostor rozprostírá nekonečně ve všech směrech, zatímco jiní věří, že prostor je konečný, ale je neomezený a spojitý (tj. nemá začátek a konec).

Jinými slovy, existuje důvod, proč tomu říkají prostor – je ho prostě tolik!

Průzkum:

Průzkum vesmíru (to znamená toho, který leží bezprostředně za zemskou atmosférou) začal vážně tím, co je známé jako „ Vesmírný věk “, Tento nově nalezený věk průzkumu začal tím, že Spojené státy a Sovětský svaz zaměřily svou pozornost na umístění satelitů a modulů s posádkou na oběžnou dráhu.

První velká událost vesmírného věku se odehrála 4. října 1957, kdy byla vypuštěna Sputnik 1 Sovětským svazem – první umělá družice vypuštěná na oběžnou dráhu. V reakci na to podepsal tehdejší prezident Dwight D. Eisenhower Národní zákon pro letectví a kosmonautiku 29. července 1958, oficiálně zakládající NASA.

Fotografie ruského technika, který dokončuje Sputnik 1, první umělou družici lidstva. Poděkování: NASA/Asif A.

NASA a sovětský vesmírný program okamžitě začaly podnikat nezbytné kroky k vytvoření pilotovaných kosmických lodí. V roce 1959 tato soutěž vyústila ve vytvoření sovětu Program Vostok a NASA Projekt Merkur . V případě Vostoku to spočívalo ve vývoji vesmírné kapsle, která by mohla být vypuštěna na palubě postradatelné nosné rakety.

Spolu s četnými bezpilotními testy a několika použití psů bylo do roku 1960 vybráno šest sovětských pilotů jako první muži, kteří vstoupili do vesmíru. 12. dubna 1961 sovětský kosmonaut Jurij Gagarin byl spuštěn na palubu Vostok 1 kosmické lodi z kosmodromu Bajkonur, a stal se tak prvním mužem, který se vydal do vesmíru (porazil amer. Alan Shepard za několik týdnů).

Dne 16. června 1963 Valentina Těreškovová byl vyslán na oběžnou dráhu na palubě Vostok 6 plavidla (což byla poslední mise Vostok), a stala se tak první ženou, která se vydala do vesmíru. Mezitím NASA převzala projekt Mercury od amerického letectva a začala vyvíjet vlastní koncept mise s posádkou.

Yury Gagarin před vesmírným letem na palubě kosmické lodi Vostok. 12. dubna 1961 Kredit: RIA Novosti

Program byl navržen tak, aby vyslal člověka do vesmíru pomocí stávajících raket, rychle přijal koncept vypouštění balistických kapslí na oběžnou dráhu. Prvních sedm astronautů, přezdívaných „ Merkur sedm “, byly vybrány z programů zkušebních pilotů námořnictva, letectva a námořní pěchoty.

5. května 1961 se astronaut Alan Shepard stal prvním Američanem ve vesmíru na palubě Svoboda 7 mise. Poté, 20. února 1962, se astronaut John Glenn stal prvním Američanem, který byl vypuštěn na oběžnou dráhu Nosná raketa Atlas jako část Přátelství 7 . Glenn dokončil tři oblety planety Země a uskutečnily se další tři orbitální lety, které vyvrcholily letem L. Gordona Coopera na 22 oběžných drahách na palubě Víra 7 , který letěl 15. a 16. května 1963.

V následujících desetiletích začala NASA i Sověti vyvíjet složitější kosmické lodě s posádkou na dlouhé vzdálenosti. Jednou ' Závod na Měsíc “ skončilo úspěšným přistáním Apollo 11 (následovalo několik dalších mise Apollo ), pozornost se začala přesouvat k vytvoření trvalé přítomnosti ve vesmíru.

Pro Rusy to vedlo k pokračujícímu vývoji technologie vesmírných stanic jako součásti Program Saljut . V letech 1972 až 1991 se pokusili obletět sedm samostatných stanic. Nicméně technické závady a porucha v posilovačích druhého stupně jedné rakety způsobily první tři následující pokusy Saljut 1 selhat nebo vést k tomu, že se oběžné dráhy stanice po krátké době rozpadnou.

Skylab, první americká vesmírná stanice s posádkou. Fotografie pořízená odlétající posádkou Skylab 4 v únoru 1974. Poděkování: NASA

Do roku 1974 se však Rusům podařilo úspěšně nasadit Saljut 4, následovaly další tři stanice, které by zůstaly na oběžné dráze po dobu jednoho až devíti let. Zatímco všechny Saljuty byly veřejnosti prezentovány jako nevojenské vědecké laboratoře, některé z nich byly ve skutečnosti kryty pro armádu. nechápu to rozpoznávání stanic.

NASA také sledovala vývoj technologie vesmírných stanic, který vyvrcholil v květnu 1973 vypuštěním Skylab , která by zůstala první a jedinou samostatně postavenou vesmírnou stanicí Ameriky. Během nasazení,Skylabutrpělo vážné poškození, ztratilo tepelnou ochranu a jeden ze svých solárních panelů.

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

V roce 1986 se Sověti opět ujali vedení při vytváření vesmírných stanic s nasazením Mě . Stanice byla schválena v únoru 1976 vládním nařízením a původně měla být vylepšeným modelem vesmírných stanic Saljut. Časem se vyvinula ve stanici skládající se z několika modulů a několika portů pro kosmické lodě Sojuz s posádkou a Pokrok nákladní vesmírné lodě.

Vesmírná stanice Mir a část Země pozorovány z Orbiter Endeavour během mise NASA STS-89 v roce 1998. Uznání: NASA

Základní modul byl vypuštěn na oběžnou dráhu 19. února 1986; a mezi lety 1987 a 1996 budou všechny ostatní moduly rozmístěny a připojeny. Za 15 let služby Mir navštívilo celkem 28 dlouholetých posádek. Prostřednictvím řady programů spolupráce s jinými národy by stanici navštívily také posádky z jiných zemí východního bloku, Evropské vesmírné agentury (ESA) a NASA.

Poté, co stanici dostihla řada technických a strukturálních problémů, ruská vláda v roce 2000 oznámila, že vesmírnou stanici vyřadí z provozu. Začalo to 24. ledna 2001, kdy RusPokroknákladní loď zakotvila u stanice a vytlačila ji z oběžné dráhy. Stanice poté vstoupila do atmosféry a zřítila se do jižního Pacifiku.

V roce 1993 začala NASA spolupracovat s Rusy, ESA a Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) na vytvoření Mezinárodní vesmírná stanice (ISS). Kombinace NASA Svoboda vesmírné stanice projekt se sovětským/ruským Já-2 stanice, evropská Kolumbus stanice a Japonci Laboratorní modul Kibo , projekt také stavěl na rusko-americké Shuttle-Mir mise (1995-1998).

S odchodem do důchodu Program raketoplánu v roce 2011 byli členové posádky v posledních letech dodáváni výhradně kosmickými loděmi Sojuz. Od roku 2014 probíhá spolupráce mezi NASA a Roskosmosem pozastavena pro většinu činností mimo ISS kvůli napětí způsobenému situací na Ukrajině.

V posledních několika letech však byla v USA obnovena schopnost domácího startu díky společnostem jako SpaceX , United Launch Alliance , a Modrý původ vstoupili, aby zaplnili prázdnotu svou soukromou flotilou raket.

ISS byla nepřetržitě obsazena posledních 15 let, čímž překonala dosavadní rekord, který držel Mir; a navštívili ho astronauti a kosmonauti z 15 různých národů. Očekává se, že program ISS bude pokračovat minimálně do roku 2020, ale může být prodloužen do roku 2028 nebo možná i déle, v závislosti na rozpočtovém prostředí.

Jak jasně vidíte, kde končí naše atmosféra a začíná vesmír, je předmětem určité debaty. Ale díky desetiletím vesmírného průzkumu a startů se nám podařilo přijít s fungující definicí. Ať už je ale přesná definice jakákoli, pokud se dokážete dostat nad 100 kilometrů, rozhodně jste si zasloužili svá astronautská křídla!

Napsali jsme mnoho zajímavých článků o vesmíru zde na Universe Today. Tady je Proč je Space Black? , Jak studený je vesmír? , Ilustrovaný vesmírný odpad: Problém v obrázcích , Co je meziplanetární prostor? , Co je mezihvězdný prostor? , a Co je mezigalaktický prostor?

Pro více informací se podívejte NASA odhaluje záhady mezihvězdného prostoru a tento seznam Mise hlubokého vesmíru .

Astronomy Cast má epizody na toto téma, jako např Série Vesmírné stanice , 82. díl: Vesmírné smetí , Epizoda 281: Exploze ve vesmíru , Episode 303: Equilibrium in Space , a Epizoda 311: Zvuk ve vesmíru .

Prameny:

• NASA – éra raketoplánů
• NASA – Mezinárodní vesmírná stanice
• Wikipedie – Vesmírný věk
• Whatis – Co je vesmír?

Podcast (audio): Stažení (Trvání: 2:29 – 2,3 MB)

Předplatit: Apple podcasty | RSS

Podcast (video): Stažení (48,3 MB)

Předplatit: Apple podcasty | RSS