🗊Презентация Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса

Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса Коковин Александр УрФУ, аспирант

• Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления. • 0,5 км — до этой высоты проживает 80 % населения мира. • 2 км — до этой высоты проживает 99 % населения мира. • 2—3 км — начало проявления недомоганий (горная болезнь) у неакклиматизированных людей. • 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров. • 5,1 км — самый высокорасположенный город Ла-Ринконада (Перу). • 5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты (немного ниже вершины горы Эльбрус).

• 6 км — граница постоянного обитания человека. • 7 км — граница приспособляемости к длительному пребыванию. • 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть. • 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком. • 9 км — предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом. • 12 км — дыхание воздухом эквивалентно пребыванию в космосе (одинаковое время потери сознания ~10—20 с); предел кратковременного дыхания чистым кислородом без дополнительного давления; потолок дозвуковых пассажирских лайнеров.

• 15 км — дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе. • 16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление. Над головой осталось 10 % атмосферы. • 10—18 км — граница между тропосферой и стратосферой на разных широтах (тропопауза). • 18,9–19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека — закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние телесные жидкости на этой высоте ещё не кипят, поскольку тело генерирует достаточно внутреннего давления, чтобы предотвратить этот эффект, но могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза. • 19 км — яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5 % от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3—75 свечей против 1500 свечей на м²), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты. • 20 км — верхняя граница биосферы: предел подъёма в атмосферу спор и бактерий воздушными потоками.

• 20 км — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере). • 20 км — потолок тепловых аэростатов (монгольфьеров) (19 811 м). • 25 км — днём можно ориентироваться по ярким звёздам. • 25—26 км — максимальная высота установившегося полёта существующих реактивных самолётов (практический потолок). • 15—30 км — озоновый слой на разных широтах. • 34,668 км — рекорд высоты для воздушного шара (стратостата), управляемого двумя стратонавтами.

• 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде. • 37,65 км — рекорд высоты существующих турбореактивных самолётов (Миг-25, динамический потолок). • 38,48 км (52 000 шагов) — верхняя граница атмосферы в 11 веке: первое научное определение высоты атмосферы по продолжительности сумерек (араб. учёный Альгазен, 965—1039 гг.). • 39 км — рекорд высоты стратостата, управляемого человеком (Red Bull Stratos). • 45 км — теоретический предел для прямоточного воздушно-реактивного самолёта. • 48 км — атмосфера не ослабляет ультрафиолетовые лучи Солнца. • 50 км — граница между стратосферой и мезосферой (стратопауза).

• 51,694 км — последний пилотируемый рекорд высоты в докосмическую эпоху (Джозеф Уокер на ракетоплане X-15, 30 марта 1961 г.) • 51,82 км — рекорд высоты для газового беспилотного аэростата. • 55 км — атмосфера не воздействует на космическую радиацию. • 40—80 км — максимальная ионизация воздуха (превращение воздуха в плазму) от трения о корпус спускаемого аппарата при входе в атмосферу с первой космической скоростью. • 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами. • 80 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза).

• 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, определяющая границу между аэронавтикой и космонавтикой. Аэродинамические поверхности (крылья) начиная с этой высоты не имеют смысла, так как скорость полёта для создания подъёмной силы становится выше первой космической скорости и атмосферный летательный аппарат превращается в космический спутник. • 150—180 км — высота перигея орбиты первых пилотируемых космических полётов. • 302 км — максимальная высота первого космического полёта (Гагарин Ю.А., Восток-1, 12 апреля 1961 г.) • ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции.

• 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90—400 км). • 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком в долунную эпоху (12 сентября 1966 г., Джемини-11). • 2000 км — атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия. • 27 000 км — наименьшее расстояние от Земли, на котором пролетел заранее (свыше 1 дня) обнаруженный астероид 2012 DA14 диаметром 44 м и массой около 130 тыс. тонн. • 35 786 км — высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора. В первой половине 20-го века эта высота считалась теоретическим пределом существования атмосферы. Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила вращения будет превосходить над притяжением и частички воздуха, вышедшие за эту границу, будут разлетаться в разные стороны. • ок. 100 000 км — верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась, началось межпланетное пространство

• 401 056 км — абсолютный рекорд высоты, на которой был человек (Аполлон-13, 14 апреля 1970 г.). • 930 000 км — радиус гравитационной сферы Земли и максимальная высота существования её спутников. Выше 930 000 км притяжение Солнца начинает преобладать и оно будет перетягивать поднявшиеся выше тела. • 21 000 000 км — на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействие Земли на пролетающие объекты. • 40 000 000 км — минимальное расстояние от Земли до ближайшей большой планеты Венеры (до Марса 56—58 млн. км). • 149 597 870,7 км — среднее расстояние от Земли до Солнца. Это расстояние служит мерилом расстояний в Солнечной системе и называется астрономическая единица (а. е.).

• 4 500 000 000 км — радиус границы околосолнечного межпланетного пространства — радиус орбиты самой дальней большой планеты Нептун. • 8 230 000 000 км — граница пояса Койпера — пояса малых ледяных планет. • 18 435 000 000 км — расстояние до самого дальнего на сегодня космического аппарата Вояджер-1. • Несколько десятков миллиардов км — пределы дальнобойности солнечного ветра, граница гелиосферы, начало межзвёздного пространства.

• 9 460 730 472 580, 8 км — световой год — расстояние, которое свет проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний. • до 20 000 000 000 000 км (20 трлн. км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — граница Облака Оорта, максимальная дальность существования планет. • ок. 40 000 000 000 000 км (40 трлн. км, 4,243 св. года) — расстояние до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра • ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система. • ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадриллиона км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря, в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой.

• ок. 33 000 000 000 000 000 км (33 квдрлн км, 3500 св. лет) — толщина галактического Рукава Ориона, в котором находится Местный пузырь. • ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квдрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь. За его пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик.

• ок. 30 000 000 000 000 000 000 км (30 квинтиллионов км) — размер Местной группы галактик (более 50 галактик). • ок. 2 000 000 000 000 000 000 000 км (2 секстиллион км, 200 млн. св. лет)— размер Местного сверхскопления галактик (Сверхскопления Девы) (около 30 тысяч галактик). • до 100 000 000 000 000 000 000 000 км — расстояние до Супервойда Эридана, самого большого на сегодня известного войда размером около 1 млрд св. лет. В центральных областях этого огромного пустого пространства нет звёзд и галактик, и вообще почти нет обычной материи, плотность его среды 10 % от средней плотности Вселенной. Космонавт в центре войда без большого телескопа не смог бы увидеть ничего, кроме темноты. На рисунке справа в кубической вырезке из Вселенной видны многие сотни больших и малых войдов, расположенных, как пузыри в пене, между многочисленными галактическими нитями. • ок. 100 000 000 000 000 000 000 000 (100 секстиллионов км, 10 млрд св. лет) — длина великой стены Геркулес-Северная корона, самой большой известной сегодня суперструктуры в наблюдаемой Вселенной. Находится на расстоянии около 10 млрд световых лет от нас. Свет от нашего только родившегося Солнца сейчас находится на полпути к Великой стене, а достигнет её, когда Солнце уже погибнет. • ок. 250 000 000 000 000 000 000 000 км (250 секстиллионов км, более 26 млрд. св. лет) — граница наблюдаемой Вселенной (порядка 500 миллиардов галактик).

Космическое пространство (космос) — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством — в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение и межзвёздное вещество.

Земля и Луна