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

Мезосфера

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

Термопауза

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

 

Экзосфера (сфера рассеяния)

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.

Источник: meteoinfo.ru

Наверняка, у многих возникает вопрос, на какой высоте заканчивается голубое небо и начинается космос. Где же находится та черта, которая отделяет природную для жизни атмосферу и безжизненный вакуум?

На самом деле, четкой границы между космосом и атмосферой нет. Чем выше вы поднимаетесь, тем разреженнее становится атмосфера. Это легко увидеть, даже сидя в кресле обычного гражданского авиалайнера и смотря вверх на небо через иллюминатор. Даже на высоте 10 км над землей видно, что небо приобретает более синий и даже немного фиолетовый оттенок. Это происходит из-за того, что в атмосфере находится все меньше и меньше молекул газа, которые рассеивают световые волны коротковолнового диапазона, соответствующие синему цвету.

Если подняться еще выше — до 20 км над поверхностью, то можно увидеть, что небо над головой стало практически фиолетовым. Если попробовать подняться на летательном аппарате все выше и выше, то в какой-то момент вы заметите, что его аэродинамика перестает работать из-за слишком разреженной атмосферы.
обы взлететь выше, необходимо пользоваться уже ракетными технологиями и двигателями, способными развивать вторую космическую скорость. Этот барьер находится на высоте 100 км над уровнем моря и назван линией Кармана в честь ученого Теодора Фон Кармана, который первым теоретически определил высоту данной границы в своих вычислениях. Официально в авиации и космонавтике именно высота в 100 км над уровнем моря признана границей космоса.

Это интересно: первым рукотворным объектом, пересекшим линию Кармана, стала знаменитая немецкая ракета ФАУ-2, запущенная в 1944 году на территории Германии.

Если же подходить к вопросу с научной точки зрения, то логично предположить, что космос начинается там, где атмосфера полностью заменяется вакуумом и в пространстве практически не остается молекул газа. Это происходит приблизительно на высоте 1000 км над уровнем море.

Это интересно: получается, что с научной точки зрения МКС летает вовсе не в космосе, а в атмосфере земли. На какой именно высоте, можно прочитать в данной статье. 

comments powered by HyperComments

Источник: mydiscoveries.ru

КНДР не дает забыть о себе соседям и США: Пхеньян провел новые ракетные испытания. Снаряд впервые пролетел над территорией Японии. Предположительно, речь идет о баллистической ракете средней дальности "Хвасон-12". Ее засекли и южнокорейские, и американские военные. По их данным, ракета преодолела 2700 километров и упала недалеко от японского острова Хоккайдо.

Пустые улицы, брошенные впопыхах авто и громкоговорители — это японский остров Хоккайдо сразу после пуска северокорейской ракеты. Она упала недалеко от острова в море, но перед этим впервые пролетела над территорией Японии.

Ракета поднялась на 550 километров, а преодолела 2700 километров — это данные южнокорейских военных. Они зафиксировали пуск с кораблей противоракетной системы "Иджис", передает агентство "Ренхап".

Пуск произошел в 5 утра по местному времени. Для мировых СМИ это мгновенно стало главной новостью с пометкой "срочно". За обновлениями следят все мировые СМИ, многие запустили текстовые трансляции на своих сайтах. Пуск осудила уже не только Япония, но и Южная Корея.

"Наши военные осуждают запуск ракеты, которая, судя по всему, способна достичь острова Гуам. Это серьезный вызов для нашего альянса с США. Мы призываем КНДР остановить свои провокации. Если подобное повторится, Пхеньян ждет жесткий ответ", — заявил Ро Джой Че, представитель объединенного комитета начальников штабов.

Этим ответом может стать размещение на территории Южной Кореи стратегических оборонительных средств США. Обсуждать это будет министр обороны Южной Кореи Сон Ён Му, он уже улетел в Вашингтон. Впрочем, военные уже ответили на запуск северокорейской ракеты: неподалеку от границы с КНДР на полигоне сбросили восемь бомб типа Mark 84.

Учения провела и Япония, причем, там уверяют, что это чистое совпадение. Сами удивились, когда узнали о том, что над страной пролетела ракета. По странному совпадению, японские военные проводили испытания системы ПРО, которая работает и против подобного типа ракет.

"Мы не ожидали, что Северная Корея устроит запуск прямо накануне наших учений. Как представитель армии, я считаю, что мы продемонстрировали полную боевую готовность и высокую эффективность", — сообщил Хироаки Маехара, генерал-лейтенант армии Японии.

В Японии считают, что опасность для страны резко возросла. Сразу после запуска премьер Японии Синдзо Абе по телефону обсудил пуск с Дональдом Трампом. Стороны договорились усилить давление на Пхеньян, а также сотрудничать с Россией по этой проблеме.

"Эта баллистическая ракета пролетела над нашей территорией. Это представляет самую большую, серьезную угрозу для нашей нации, а также угрожает миру и стабильности во всем регионе. Мы считаем действия Северной Кореи неприемлемыми и выражаем самый жесткий протест. Мы будем работать с советом безопасности ООН, а также координировать действия с США и Южной Кореей. Мы сделаем все для безопасности наших граждан", — пообещал Есихиде Суга, председатель кабмина Японии.

Филиппины, Индонезия, Австралия и другие государства тоже осудили запуск. США традиционно пообещали помощь союзникам. За ситуацией следит Дональд Трамп. А глава британского форин-офиса Борис Джонсон написал: "Шокирован произошедшим".

Что предпримет мировое сообщество, обсудят на экстренном заседании Совбеза ООН, который пройдет уже сегодня. Однако следует помнить, что ресурс санкционного давления на КНДР исчерпан. Об этом заявил замглавы МИД России Сергей Рябков, предупредив о тенденции к эскалации на полуострове.

"Если судить по тому, как в подобных ситуациях действовали коллеги из США и других стран, союзники США, конечно, можно ожидать новых шагов в направлении усиления санкционного режима. Но это не решит проблем. Уже всем очевидно, что ресурс санкционного давления на КНДР исчерпан. В Совбезе ООН более невозможно принимать резолюции, которые не содержали бы четкого указания, что военного решения проблемы быть не может, а только политическое", — пояснил замглавы МИД России Сергей Рябков.

Обсуждают запуск и в соцсетях. Некоторым не до смеха — пользователи в панике пишут о возможной войне. Но многие все же сохраняют чувство юмора:

— Но я еще не досмотрел финальный эпизод "Игры престолов"!

— Пролетела над Японией? Эти парни никогда не станут чемпионами по игре в дартс.

Пока же все ждут ответа Северной Кореи. Скорее всего, тогда станет понятней и то, какая это была ракета, и с какой целью ее запустили.

Источник: sell-off.livejournal.com

Границы

Чёткой границы не существует, потому что атмосфера разрежается постепенно по мере удаления от земной поверхности, и до сих пор нет единого мнения, что считать фактором начала космоса. Если бы температура была постоянной, то давление бы изменялось по экспоненциальному закону от 100 кПа на уровне моря до нуля. Международная авиационная федерация в качестве рабочей границы между атмосферой и космосом установила высоту в 100 км (линия Кармана), потому что на этой высоте для создания подъёмной аэродинамической силы необходимо, чтобы летательный аппарат двигался с первой космической скоростью, из-за чего теряется смысл авиаполёта^[1][2][3][4].

Астрономы из США и Канады измерили границу влияния атмосферных ветров и начала воздействия космических частиц. Она оказалась на высоте 118 километров, хотя сами NASA считают границей космоса 122 км. На такой высоте шаттлы переключались с обычного маневрирования с использованием только ракетных двигателей на аэродинамическое с «опорой» на атмосферу^[2][3].

Солнечная система

Пространство в Солнечной системе называют межпланетным пространством, которое переходит в межзвёздное пространство в точках гелиопаузы солнцестояния. Вакуум космоса на самом деле не является абсолютным — в нём присутствуют атомы и молекулы, обнаруженные с помощью микроволновой спектроскопии, реликтовое излучение, которое осталось от Большого Взрыва, и космические лучи, в которых содержатся ионизированные атомные ядра и разные субатомные частицы. Также есть газ, плазма, пыль, небольшие метеоры и космический мусор (материалы, которые остались от деятельности человека на орбите). Отсутствие воздуха делает космическое пространство (и поверхность Луны) идеальными участками для астрономических наблюдений на всех длинах волн электромагнитного спектра. Доказательством этого являются фотографии, полученные при помощи космического телескопа Хаббл. Кроме того, бесценную информацию о планетах, астероидах и кометах Солнечной системы получают с помощью космических аппаратов.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Как утверждают учёные НАСА, вопреки распространённым представлениям, при попадании в открытый космос без защитного скафандра человек не замёрзнет, не взорвётся и мгновенно не потеряет сознание, его кровь не закипит. Вместо этого настанет быстрая смерть от недостатка кислорода. Кроме того, со слизистых оболочек организма (язык, глаза, лёгкие) начнёт быстро испаряться вода. Некоторые другие проблемы — декомпрессионная болезнь, солнечные ожоги незащищённых участков кожи и поражение подкожных тканей — начнут сказываться уже через 10 секунд. В какой-то момент человек потеряет сознание из-за нехватки кислорода. Смерть может наступить примерно через 1-2 минуты, хотя точно это неизвестно. Тем не менее, если не задерживать дыхание в лёгких (попытка задержки приведёт к баротравме), то 30-60 секунд пребывания в открытом космосе не вызовут каких-либо необратимых повреждений человеческого организма.^[5]

В НАСА описывают случай, когда человек случайно оказался в пространстве, близком к вакууму (давление ниже 1 Па) из-за утечки воздуха из скафандра. Человек оставался в сознании приблизительно 14 секунд — примерно такое время требуется для того, чтобы обеднённая кислородом кровь попала из лёгких в мозг. Внутри скафандра не возник полный вакуум, и рекомпрессия испытательной камеры началась приблизительно через 15 секунд. Сознание вернулось к человеку, когда давление поднялось до эквивалентного высоте примерно 4,6 км. Позже попавший в вакуум человек рассказывал, что он чувствовал и слышал, как из него выходит воздух, и его последнее осознанное воспоминание состояло в том, что он чувствовал, как вода на его языке закипает.

Журнал «Aviation Week and Space Technology» 13 февраля 1995 г. опубликовал письмо, в котором рассказывалось об инциденте, произошедшем 16 августа 1960 года во время подъёма стратостата с открытой гондолой на высоту 19,5 миль для совершения рекордного прыжка с парашютом (Проект «Эксельсиор»). Правая рука пилота оказалась разгерметизирована, однако он решил продолжить подъём. Рука, как и можно было ожидать, испытывала крайне болезненные ощущения, и ею нельзя было пользоваться. Однако при возвращении пилота в более плотные слои атмосферы состояние руки вернулось в норму.^[6]

Границы на пути к космосу

• Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления.
• 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров.
• 5,0 км — 50% от атмосферного давления на уровне моря.
• 5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты.
• 6 км — граница постоянного обитания человека.
• 7 км — граница приспособляемости к длительному пребыванию.
• 8,2 км — граница смерти.
• 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; 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).
• 19 км — яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5% от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3—75 против 1500 свечей на м²^[7]), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.
• 19,3 км — 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.
• 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)^[8].
• 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 (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.)^[9].
• 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).
• 51,82 км — рекорд высоты для газового беспилотного аэростата.
• 55 км — атмосфера не воздействует на космическую радиацию.
• 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами^[10].
• 80 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза).
• 80,45 км (50 миль) — официальная высота границы космоса в США.
• 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 становится космическим спутником.
• 100 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г.: открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли — Хевисайда 90—120 км.
• 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряжённых частиц.
• 122 км (400 000 футов) — первые заметные проявления атмосферы во время возвращения на Землю с орбиты: набегающий воздух начинает разворачивать Спейс Шаттл носом по ходу движения.
• 120—130 км — спутник на круговой орбите с такой высотой сможет сделать не более одного оборота.
• 200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
• 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г.: открытие отражающего радиоволны слоя Эплтона.
• 350 км — наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
• 690 км — граница между термосферой и экзосферой.
• 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).
• 2000 км — атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
• 36 000 км — считавшийся в первой половине 20-го века теоретический предел 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.
• 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 миллион км — на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействие Земли^[2][3].
• Несколько десятков миллиардов км — пределы дальнобойности солнечного ветра.
• 15—20 триллионов км — гравитационные границы Солнечной системы, максимальная дальность существования планет.

Условия для выхода на орбиту Земли

Для того, чтобы выйти на орбиту, тело должно достичь определённой скорости. Космические скорости для Земли:

• Первая космическая скорость — 7.910 км/с
• Вторая космическая скорость — 11.168 км/с
• Третья космическая скорость — 16.67 км/с
• Четвёртая космическая скорость — около 550 км/с

Если же какая-либо из скоростей будет меньше указаной, то тело не сможет выйти на орбиту. Первым, кто понял, что для достижения таких скоростей при использовании любого химического топлива нужна многоступенчатая ракета на жидком топливе, был Константин Эдуардович Циолковский.

См. также

• Межпланетное пространство
• Межпланетная среда
• Межзвёздное пространство
• Межгалактическое пространство

Ссылки

• Галерея фотографий, полученных при помощи телескопа Хаббл (англ.)
• Виртуальная обсерватория USAP

Источник: dic.academic.ru