KAKO VISOK JE PROSTOR?

Send

Poglejte nočno nebo in kaj vidite? Prostor, svetleč in bleščeč v vsej svoji sijaji. Astronomsko gledano je vesolje res precej blizu, le da se nahaja na drugi strani tanke plasti, ki ji pravimo ozračje. In če pomislite na to, je Zemlja nekaj več kot majhen otok v morju vesolja. Torej je dobesedno vse okoli nas.

Vesolje je po definiciji opredeljeno kot točka, na kateri se konča Zemljino ozračje, in začne se vakuum prostora. Ampak točno kako daleč je to? Kako visoko morate potovati, preden se lahko dejansko dotaknete prostora? Kot si verjetno predstavljate, se ljudje s tako subjektivno opredelitvijo ponavadi ne strinjajo, kje točno se začne prostor.

Opredelitev:

Prva uradna opredelitev vesolja je prišla od nacionalnega svetovalnega odbora za letalstvo (predhodnika NASA), ki je odločal o točki, kjer je atmosferski tlak nižji od enega funta na kvadratni čevelj. To je bila višina, ki je ni bilo mogoče več uporabljati nadzorovanih površin letala in je ustrezala približno 81 kilometrom nad Zemljino površino.

Vsak NASA-in pilot ali astronavt, ki prečka to višino, je dobil krila astronavtov. Kmalu po sprejetju te definicije je vesoljski inženir Theodore von Kármán izračunal, da bo atmosfera na nadmorski višini 100 km tako tanka, da bi letalo moralo potovati z orbitalno hitrostjo, da bi doseglo kakršno koli dviganje.

To višino je pozneje Svetovna zveza zračnega športa (Fédération Aéronautique Internationale, FAI) kot karmansko linijo sprejela kot Karmanova linija. In leta 2012, ko je Felix Baumgartner podrl rekord najvišjega pada, je skočil z nadmorske višine 39 kilometrov (24,23 milje), manj kot na polovici vesolja (po NASA-ini definiciji).

Prostor se pogosto definira kot začetek na najnižji nadmorski višini, na kateri sateliti lahko v primernem času vzdržujejo orbite - to je približno 160 kilometrov nad površino. Te različne opredelitve so zapletene, če upoštevamo definicijo besede "atmosfera".

Atmosfera Zemlje:

Ko govorimo o Zemljini atmosferi, ponavadi razmišljamo o območju, kjer je zračni tlak še vedno dovolj visok, da povzroča zračni upor, ali kjer je zrak preprosto dovolj gost, da zadiha. Toda v resnici Zemljino ozračje sestavlja pet glavnih plasti - troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera in eksosfera - slednji segajo precej daleč v vesolje.

Termosfera, druga najvišja plast ozračja, se razteza od nadmorske višine približno 80 km do termopavze, ki je na nadmorski višini 500–1000 km (310–620 milj). Spodnji del termosfere - od 80 do 550 kilometrov (50 do 342 milj) - vsebuje ionosfero, ki je tako imenovana, ker se v atmosferi tu delci ionizirajo s sončnim sevanjem.

Od tod se poznata pojava Aurora Borealis in Aurara Australis. Mednarodna vesoljska postaja kroži tudi v tej plasti med 320 in 380 km (200 in 240 milj), zato jo je treba nenehno povečevati, ker še vedno prihaja do trenja z atmosfero.

Zunanja plast, znana kot eksofera, se razprostira na nadmorski višini 10 000 km (6214 milj). Ta plast je sestavljena predvsem iz izjemno nizkih gostot vodika, helija in več težjih molekul (dušik, kisik, CO²). Atomi in molekule so tako narazen, da se eksosfera ne obnaša več kot plin in delci nenehno pobegnejo v vesolje.

Tu se Zemljino ozračje resnično spoji s praznino vesolja, kjer ni ozračja. Zato večina Zemljinih satelitov kroži v tej regiji. Včasih se Aurora Borealis in Aurora Australis pojavita v spodnjem delu eksosfere, kjer se prekrivata v termosferi. Toda poleg tega v tej regiji ni meteoroloških pojavov.

Medplanetarni in medzvezdni:

Druga pomembna razlika pri razpravljanju o vesolju je razlika med tistim, ki leži med planeti (medplanetarnim prostorom), in tistim, ki leži med zvezdnimi sistemi (medzvezdni prostor) v naši galaksiji. Ampak to je seveda vrh ledene gore, ko gre za vesolje.

Če bi neko mrežo vrgli širše, obstaja tudi vesolje, ki leži med galaksijami v vesolju (medgalaktični prostor). V vseh primerih opredelitev vključuje področja, kjer je koncentracija snovi bistveno nižja kot v drugih krajih - to je regija, ki jo v središču zaseda planet, zvezda ali galaksija.

Poleg tega v vseh treh opredelitvah vključene meritve presegajo vse, s čimer smo ljudje navajeni, da se jih redno ukvarjamo. Nekateri znanstveniki menijo, da se prostor razteza neskončno v vse smeri, drugi pa, da je prostor končen, vendar je neomejen in neprekinjen (t.j. nima začetka in konca).

Z drugimi besedami, obstaja razlog, da ga imenujejo vesolje - tega je ravno toliko!

Raziskovanje:

Raziskovanje vesolja (to je tistega, ki leži takoj iz Zemljine atmosfere) se je začelo v resnici s tistim, kar je znano kot "vesoljska doba". Nova novoletna doba raziskovanja se je začela, ko so ZDA in Sovjetska zveza postavile svoj pogled na umestitev sateliti in posadni moduli v orbito.

Prvi večji dogodek vesoljske dobe se je zgodil 4. oktobra 1957 z začetkom leta 2007 Sputnik 1 s strani Sovjetske zveze - prvi umetni satelit, ki je bil izstreljen v orbito. Kot odgovor je takratni predsednik Dwight D. Eisenhower 29. julija 1958 podpisal Nacionalni zakon o letalstvu in vesolju, s katerim je uradno ustanovil NASA.

NASA in sovjetski vesoljski program sta takoj začela izvajati potrebne ukrepe za ustvarjanje posadke. Do leta 1959 je to tekmovanje ustvarilo sovjetski program Vostok in Nasin projekt Merkur. V primeru Vostoka je to vsebovalo razvoj vesoljske kapsule, ki bi jo lahko izstrelili na krovu izstreljive rakete.

Skupaj s številnimi testi brezpilotnih oseb in nekaj z uporabo psov so do leta 1960 izbrali šest sovjetskih pilotov, ki so bili prvi možje v vesolje. 12. aprila 1961 je bil sovjetski kozmonavt Jurij Gagarin izstreljen na letalo Vostok 1 vesoljskega plovila iz kozmodroma Baikonur in je tako postal človek pest, ki je šel v vesolje (le nekaj tednov je premagal Američana Alana Sheparda).

16. junija 1963 je bila Valentina Tereškova poslana v orbito na krovu Vostok 6 obrti (kar je bila zadnja Vostokova misija) in tako postala prva ženska, ki je zašla v vesolje. Medtem je NASA prevzela Project Mercury od ameriških letalskih sil in začela razvijati svoj lastni koncept misije.

Program je bil zasnovan za pošiljanje človeka v vesolje z uporabo obstoječih raket in program je hitro sprejel koncept izstrelitve balističnih kapsul v orbito. Prvih sedem astronavtov, ki so jih poimenovali "sedem živega srebra", je bilo izbranih iz testnih pilotnih programov mornarice, zračnih sil in mornarjev.

5. maja 1961 je astronavt Alan Shepard postal prvi Američan na vesolju Svoboda 7 poslanstvo. Nato je 20. februarja 1962 astronavt John Glenn postal prvi Američan, ki ga je v orbito izstrelilo letalo Atlas kot del Prijateljstvo 7. Glenn je opravil tri orbite planeta Zemlje in opravil je še tri orbitalne lete, vrhunec pa je bil letalo L. Gordona Cooperja z 22-orbite leta Vera 7, ki je poletel 15. in 16. maja 1963.

V naslednjih desetletjih so tako NASA kot Sovjeti začeli razvijati bolj zapletena vesoljska plovila z dolgim dosegom. Ko se je "Dirka na Luno" končala z uspešnim pristankom Apolla 11 (sledilo je še več misij Apollo), se je fokus začel preusmeriti na stalno prisotnost v vesolju.

Za Ruse je to vodilo v nadaljnji razvoj tehnologije vesoljskih postaj kot dela programa Salyut. Med letoma 1972 in 1991 so poskušali obkrožiti sedem ločenih postaj. Vendar so tehnične okvare in okvara ojačevalnikov druge stopnje rakete povzročili prve tri poskuse Saljut 1 da po krajšem času ne uspe ali se razkropi orbita postaje.

Vendar so do leta 1974 Rusi uspeli uspešno napotiti Saljut 4sledijo še tri postaje, ki bi ostale v orbiti za obdobja med enim in devetimi leti. Medtem ko so bili vsi saljuti javnosti predstavljeni kot nevojaški znanstveni laboratoriji, so bili nekateri dejansko pokrovi za vojsko Almaz izvidniške postaje.

Nasa je nadaljevala tudi razvoj tehnologije vesoljskih postaj, ki je vrhunec doživela maja 1973 z uvedbo letališča Skylab, ki bi ostala prva in edina samostojno zgrajena vesoljska postaja v Ameriki. Med uvajanjem Skylab utrpela hudo škodo, izgubila je toplotno zaščito in enega od sončnih panelov.

To je zahtevalo prvo posadko, da se je sestala s postajo in opravila popravila. Sledili sta še dve posadki, postaja pa je bila v svoji zgodovini obratovanja skupno 171 dni. To se je končalo leta 1979 z rušenjem postaje nad Indijskim oceanom in delih južne Avstralije.

Do leta 1986 so Sovjeti ponovno prevzeli vodilno vlogo pri ustvarjanju vesoljskih postaj z uvajanjem Mir. Postaja, ki je bila odobrena februarja 1976 z vladno uredbo, je bila prvotno mišljena kot izboljšani model vesoljskih postaj Salyut. Sčasoma se je razvil v postajo, sestavljeno iz več modulov in več pristanišč za posadko vesoljskega plovila Soyuz in Napredek tovorne vesoljske ladje.

Jedrni modul je bil izstreljen v orbito 19. februarja 1986; med leti 1987 in 1996 bi bili vsi drugi moduli nameščeni in pritrjeni. Med 15-letno službo Mir je obiskalo skupno 28 dolgoletnih posadk. S serijo programov sodelovanja z drugimi državami bi postajo obiskali tudi posadke iz drugih držav vzhodnega bloka, Evropske vesoljske agencije (ESA) in NASA.

Po vrsti tehničnih in strukturnih težav, ki so jih postale postaje, je ruska vlada leta 2000 objavila, da bo razstavila vesoljsko postajo. To se je začelo 24. januarja 2001, ko je bil Rus Napredek tovorna ladja se je privezala s postajo in jo potisnila iz orbite. Postaja je nato vstopila v ozračje in strmoglavila v Južni Pacifik.

Do leta 1993 je NASA začela sodelovati z Rusi, ESA in Japonsko agencijo za vesoljsko raziskovanje (JAXA) pri ustvarjanju Mednarodne vesoljske postaje (ISS). Združevanje Nasine Vesoljska postaja svoboda projekt s sovjetsko / rusko Mir-2 postaja, evropska Columbus postaja in japonski laboratorijski modul Kibo, je projekt gradil tudi na rusko-ameriških misijah Shuttle-Mir (1995-1998).

Z upokojitvijo programa vesoljskih prevozov leta 2011 je člane posadke v zadnjih letih ekskluzivno pošiljala vesoljska plovila Soyuz. Od leta 2014 je sodelovanje med NASA in Roscosmosom prekinjeno pri večini dejavnosti, ki niso vključene v ISS, zaradi napetosti, ki jih povzročajo razmere v Ukrajini.

Vendar pa so v zadnjih letih ZDA avtohtono zmogljivost izstrelitve povrnili ZDA, zahvaljujoč podjetjem, kot so SpaceX, United Launch Alliance in Blue Origin, ki so zapolnili praznino s svojo zasebno floto raket.

ISS je bil zadnjih 15 let neprekinjeno zaseden, saj je presegel prejšnji rekord Mir; obiskali pa so ga astronavti in kozmonavti iz 15 različnih držav. Program ISS naj bi se nadaljeval vsaj do leta 2020, vendar se lahko podaljša do leta 2028 ali morda tudi dlje, odvisno od proračunskega okolja.

Kot jasno vidite, kje se naše ozračje konča in začne prostor, je tema nekaj razprav. Toda zahvaljujoč desetletjem raziskovanja in izstrelitev vesolja nam je uspelo doseči delovno definicijo. Toda ne glede na natančno definicijo, če lahko pretečete več kot 100 kilometrov, ste zagotovo zaslužili svoja astronavtska krila!

Tu smo napisali veliko zanimivih člankov o vesolju pri vesoljski reviji. Tu so: Zakaj je vesolje črno ?, Kako je hladen vesolje ?, Ilustrirani vesoljski naplavin: težava v slikah, kaj je medplanetarni prostor ?, kaj je medzvezdni prostor ?, in kaj je medgalaktični prostor?

Če želite več informacij, si oglejte NASA, ki odkriva skrivnosti medzvezdnega vesolja, in ta seznam misij Deep Space.

Astronomy Cast ima epizode na to temo, kot so serije vesoljskih postaj, epizoda 82: vesoljska smeti, epizoda 281: eksplozije v vesolju, epizoda 303: ravnotežje v vesolju in epizoda 311: zvok v vesolju.

Viri: