כמה גבוה החלל?

Send

הביטו אל שמי הלילה, ומה אתם רואים? מרחב, נוצץ ונוצץ במלוא הדרו. מבחינה אסטרונומית החלל באמת די קרוב, ונמשך רק בצד השני של אותה שכבה דקה שאנו מכנים אווירה. ואם אתה חושב על זה, כדור הארץ הוא מעט יותר מאשר אי קטנטן בים של חלל. אז זה ממש ממש סביבנו.

בהגדרה, המרחב מוגדר כנקודה בה מסתיימת האטמוספרה של כדור הארץ, ואקום החלל מתחיל. אבל בדיוק כמה רחוק זה? כמה גבוה אתה צריך לנסוע לפני שאתה באמת יכול לגעת בחלל? כפי שאתה בטח יכול לדמיין, עם הגדרה סובייקטיבית כזו, אנשים נוטים לחלוק על היכן החלל מתחיל.

הגדרה:

ההגדרה הרשמית הראשונה לחלל הגיעה מהוועדה המייעצת הלאומית לאווירונאוטיקה (קודמתה של נאס"א), שהחליטה על הנקודה שבה הלחץ האטמוספרי היה פחות ממיליון פאונד למטר מרובע. זה היה הגובה שלא ניתן היה להשתמש עוד במשטחי בקרת מטוסים, ותואם כ 81- ק"מ (50 מיילים) מעל פני כדור הארץ.

כל טייס מבחן של נאס"א או אסטרונאוט שחוצה את הגובה הזה זוכה בכנפי האסטרונאוט שלהם. זמן קצר לאחר שהוגדרה הגדרה זו, חיש מהנדס התעופה והחלל תאודור פון קרמן כי מעל גובה של 100 ק''מ, האווירה תהיה כל כך דקה, עד כי מטוס יצטרך לנסוע במהירות מסלול כדי להפיק כל מעלית.

גובה זה אומץ מאוחר יותר כקו קארמן על ידי הפדרציה העולמית לספורט האוויר (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). וב -2012, כשפליקס באומגרטנר שבר את השיא של הנפילה החופשית הגבוהה ביותר, הוא קפץ מגובה של 39 ק"מ (24.23 מייל), פחות מחצי הדרך לחלל (על פי ההגדרה של נאס"א).

באותה מידה, לעתים קרובות מוגדר החלל כמתחיל בגובה הנמוך ביותר בו לוויינים יכולים לשמור על מסלולי מסלול למשך זמן סביר - שגובהם כ -160 ק"מ (100 מיילים) מעל פני השטח. הגדרות שונות אלה מסובכות כאשר לוקחים בחשבון את הגדרת המילה "אווירה".

אטמוספירת כדור הארץ:

כשאנחנו מדברים על האטמוספרה של כדור הארץ, אנו נוטים לחשוב על האזור בו לחץ האוויר עדיין גבוה מספיק בכדי לגרום להתנגדות אוויר, או במקום בו האוויר פשוט סמיך לנשימה. אך למען האמת, האטמוספירה של כדור הארץ מורכבת מחמש שכבות עיקריות - הטרופוספירה, הסטרטוספרה, המסוספירה, התרמוספירה ואקוספירה - שהאחרון שלהן נמשך די רחוק לחלל.

התרמוספירה, השכבה השנייה בגובהה של האטמוספירה, נמשכת מגובה של כ- 80 ק"מ (50 מ ') עד התרמופוזה, שנמצאת בגובה של 500-1000 ק"מ. החלק התחתון של התרמוספירה, בין 80 ל 550 ק"מ (50 עד 342 מייל), מכיל את היונוספרה, הנקראת כך מכיוון שהיא נמצאת כאן באטמוספירה שחלקיקים מיוננים על ידי קרינת השמש.

מכאן שכאן מתרחשות תופעות המכונות אורורה בוראליס ואורארה אוסטרליס. תחנת החלל הבינלאומית סובבת גם היא בשכבה זו, בין 320 ל -380 ק"מ (200 ו -240 מייל), וצריך לחזק אותה ללא הרף מכיוון שעדיין מתרחש חיכוך עם האטמוספרה.

השכבה החיצונית ביותר, המכונה האקוספירה, משתרעת לגובה של 10,000 ק"מ (6214 מיילים) מעל כדור הארץ. שכבה זו מורכבת בעיקר מצפיפות נמוכה במיוחד של מימן, הליום ומספר מולקולות כבדות יותר (חנקן, חמצן, CO²). האטומים והמולקולות כל כך רחוקים זה מזה, עד שהאקוספירה כבר לא מתנהגת כמו גז והחלקיקים בורחים כל הזמן לחלל.

כאן האווירה של כדור הארץ מתמזגת באמת עם הריקנות של החלל החיצון, שם אין אווירה. מכאן שמרבית הלוויינים של כדור הארץ סובבים באזור זה. לעיתים, אורורה בוראליס ואורורה אוסטרליס מתרחשות בחלק התחתון של האקוספירה, שם הן חופפות לתרמוספרה. אך מעבר לכך, אין תופעות מטאורולוגיות באזור זה.

בין פלנטרי לעומת בין כוכבים:

הבחנה חשובה נוספת כשמדברים על החלל היא ההבדל בין זה שנמצא בין כוכבי לכת (מרחב בין פלנטרי) לבין זה שנמצא בין מערכות כוכבים (מרחב בין כוכבים) בגלקסיה שלנו. אבל כמובן שזה רק קצה הקרחון בכל הנוגע לחלל.

אם היה מטיל את הרשת רחבה יותר, ישנו גם את המרחב שנמצא בין גלקסיות ביקום (מרחב בין-גלקטי). בכל המקרים, ההגדרה כוללת אזורים שבהם ריכוז החומר נמוך משמעותית מאשר במקומות אחרים - כלומר אזור שכבש מרכזי על ידי כוכב לכת, כוכב או גלקסיה.

בנוסף, בשלוש ההגדרות המדידות המעורבות הן מעבר לכל דבר שאנו בני האדם רגילים להתמודד איתו על בסיס קבוע. יש מדענים המאמינים כי המרחב משתרע עד אין קץ לכל הכיוונים, בעוד שאחרים מאמינים שהמרחב הוא סופי, אך הוא בלתי מוגבל ורציף (כלומר אין לו התחלה וסוף).

במילים אחרות, יש סיבה שהם קוראים לזה שטח - יש פשוט כל כך הרבה מזה!

חקר:

חקר החלל (כלומר, זה שנמצא מייד מעבר לאטמוספירה של כדור הארץ) החל ברצינות עם מה שמכונה "עידן החלל", עידן החקירה החדש הזה החל כשארצות הברית וברית המועצות הציבו את כוונתן להציב לוויינים ומודולים צוותים למסלול.

האירוע המרכזי הראשון של עידן החלל התרחש ב- 4 באוקטובר 1957, עם השקתו של ספוטניק 1 על ידי ברית המועצות - הלוויין המלאכותי הראשון ששוגר למסלול. בתגובה, הנשיא דאז דווייט אייזנהאואר חתם על חוק האווירונאוטיקה והחלל הלאומי ב- 29 ביולי 1958, שהקים רשמית את נאס"א.

מיד נאס"א ותוכנית החלל הסובייטית החלו לנקוט בצעדים הדרושים לעבר יצירת חלליות מאוישות. עד שנת 1959, תחרות זו הביאה להקמתה של תוכנית ווסטוק הסובייטית ופרויקט מרקורי של נאס"א. במקרה של ווסטוק, זה כלל פיתוח של קפסולת חלל שניתן לשגר עליה על רקטת נשא מתכלה.

יחד עם מספר מבדקים בלתי מאוישים, ומיעוטם המשתמשים בכלבים, נבחרו עד 1960 1960 שישה טייסים סובייטים להיות הגברים הראשונים שנכנסו לחלל. ב- 12 באפריל 1961 הושק על סיפונה הקוסמונאוט הסובייטי יורי גגרין ווסטוק 1 חלליות מהקודמודרום של Baikonur, וכך הפך לאיש האגרוף לצאת לחלל (הכה את אלן שפרד האמריקני בכמה שבועות בלבד).

ב- 16 ביוני 1963 נשלחה ולנטינה טרשקובה למסלול על סיפונה של העיר ווסטוק 6 מלאכה (שהייתה המשימה הסופית של ווסטוק), וכך הפכה לאישה הראשונה שהלכה לחלל. בינתיים, נאס"א השתלטה על פרויקט מרקורי מחיל האוויר האמריקני והחלה בפיתוח תפיסת משימה צוותית משלהם.

התוכנית נועדה לשגר אדם לחלל באמצעות רקטות קיימות, ואימצה במהירות את הרעיון של שיגור כמוסות בליסטיות למסלול. שבעת האסטרונאוטים הראשונים, שכונו "שבעה מרקורי", נבחרו מתוכניות הטייס של חיל הים, חיל האוויר וים.

ב- 5 במאי 1961 הפך האסטרונאוט אלן שפרד לאמריקאי הראשון בחלל שעל סיפונה של העיר חופש 7 משימה. ואז, ב- 20 בפברואר 1962, הפך האסטרונאוט ג'ון גלן לאמריקאי הראשון ששוגר למסלול על ידי רכב שיגור של אטלס כחלק מ חברות 7. גלן השלים שלוש מסלולי כדור הארץ, ושלוש טיסות מסלול נוספות בוצעו והגיעו לשיאם בטיסתו של ל 'גורדון קופר על סיפונה של 22 אמונה 7אשר טס ב -15 וה -16 במאי 1963.

בעשורים שלאחר מכן, נאס"א וסובייטים החלו לפתח חלליות עם צוותים מורכבים יותר וארוכי טווח. ברגע ש"המרוץ לירח "הסתיים עם הנחיתה המוצלחת של אפולו 11 (ואחריו עוד כמה משימות אפולו), המוקד החל לעבור לביסוס נוכחות קבועה בחלל.

עבור הרוסים זה הביא להמשך פיתוח טכנולוגיית תחנות החלל כחלק מתוכנית סאליוט. בין 1972 ל -1991 הם ניסו למסלול שבע תחנות נפרדות. עם זאת, כשלים טכניים וכישלון במאיץ הרקטה השנייה גרמו לשלושת הניסיונות הראשונים שלאחר מכן סליוט 1 להיכשל או לגרום להתפרקות מסלולי התחנה לאחר תקופה קצרה.

עם זאת, עד 1974 הצליחו הרוסים לפרוס בהצלחה סלית 4ואחריה שלוש תחנות נוספות שיישארו במסלול במשך תקופות של בין שנה לתשע שנים. בעוד שכל הסליוטים הוצגו בפני הציבור כמעבדות מדעיות לא צבאיות, חלקן היו למעשה כיסויים לצבא אלמז תחנות סיור.

נאס"א רדפה גם את פיתוח טכנולוגיית תחנות החלל, שהגיעה לשיאה במאי 1973 עם השקתה של Skylab, שתישאר תחנת החלל הראשונה והיחידה שנבנתה באופן עצמאי באמריקה. במהלך הפריסה, Skylab ספג נזק קשה, איבד את ההגנה התרמית שלו ואת אחד הלוחות הסולאריים שלו.

זה הצריך את הצוות הראשון להגיע עם התחנה ולבצע תיקונים. שני אנשי צוות נוספים עקבו אחריהם, והתחנה נכבשה בסך הכל 171 יום במהלך תולדות השירות שלה. זה הסתיים בשנת 1979 עם הפלת התחנה מעל האוקיאנוס ההודי וחלקים בדרום אוסטרליה.

עד 1986, הסובייטים שוב הובילו את דרכם ביצירת תחנות חלל עם פריסתם של מיר. התחנה, אשר אושרה בפברואר 1976 על פי צו ממשלתי, נועדה במקור להיות מודל משופר של תחנות החלל סאליוט. עם הזמן זה התפתח לתחנה המורכבת ממספר מודולים וכמה יציאות לחלליות סויוז וצוותים התקדמות חלליות מטען.

מודול הליבה הושק למסלול ב- 19 בפברואר 1986; ובין 1987 ל -1996 כל המודולים האחרים יפרסו ויצורפו. במהלך 15 שנות שירותה ביקרו אצל מיר בסך הכל 28 צוותים לאורך זמן. באמצעות סדרה של תכניות שיתופי פעולה עם מדינות אחרות, בתחנה יבקרו גם צוותים ממדינות הגוש המזרחי האחרים, סוכנות החלל האירופית (ESA) ונאס"א.

לאחר סדרה של בעיות טכניות ומבניות שנקלעו לתחנה, ממשלת רוסיה הודיעה בשנת 2000 כי תפור את תחנת החלל. זה החל ב- 24 בינואר, 2001, אז רוסי התקדמות ספינת מטען עגנה לתחנה ודחפה אותה ממסלולו. התחנה נכנסה אז לאווירה והתנגשה בדרום האוקיאנוס השקט.

בשנת 1993 נאס"א החלה לשתף פעולה עם הרוסים, ESA וסוכנות הבדיקה האווירית של יפן (JAXA) כדי ליצור את תחנת החלל הבינלאומית (ISS). שילוב של נאס"א חופש תחנת החלל פרויקט עם הסובייטים / רוסים מיר -2 התחנה, האירופית קולומבוס התחנה, ומודול מעבדת הקיבו היפנית, הפרויקט נבנה גם על משימות הסעות-מיר הרוסיות-אמריקאיות (1995-1998).

עם פרישתה של תוכנית הסעות החלל בשנת 2011, אנשי הצוות נמסרו באופן בלעדי על ידי חלליות סויוז בשנים האחרונות. מאז 2014 הושעה שיתוף הפעולה בין נאס"א לרוסקוסמוס ברוב הפעולות שאינן ISS בגלל המתחים שנגרמו בגלל המצב באוקראינה.

עם זאת, בשנים האחרונות, יכולת השיגור הילידית הוחזרה לארה"ב הודות לחברות כמו SpaceX, United Launch Alliance ו- Blue Origin שנכנסו למילוי החלל בצי הרקטות הפרטי שלהם.

ה- ISS נכבשה ברציפות במשך 15 השנים האחרונות, לאחר שעברה את השיא הקודם שקיימה מיר; וביקרו בו אסטרונאוטים וקוסמונאוטים מ -15 מדינות שונות. תוכנית ISS צפויה להימשך עד לפחות 2020, אך עשויה להאריך אותה עד 2028 או אולי יותר, תלוי בסביבת התקציב.

כפי שניתן לראות בבירור, היכן שהאווירה שלנו מסתיימת והמרחב מתחיל הוא נושא לדיון כלשהו. אבל בזכות עשרות שנים של חקר ושיגור חלל הצלחנו להגיע עם הגדרה עובדתית. אך לא משנה מה ההגדרה המדויקת, אם תוכלו להגיע מעל 100 קילומטרים, בהחלט הרווחתם את כנפי האסטרונאוטים שלכם!

כתבנו מאמרים מעניינים רבים על החלל כאן במגזין החלל. הנה מדוע החלל שחור ?, כמה קר חלל?, מחולל פסולת החלל: הבעיה בתמונות, מהו המרחב הבין-פלנטרי ?, מהו החלל הבין-כוכבי ?, ומהו המרחב הבין-גלקטי?

לקבלת מידע נוסף, עיין בנאס"א חושף את מסתרי החלל הבין-כוכבי ואת רשימת משימות החלל העמוק.

לאסטרונומיה קאסט יש פרקים בנושא, כמו סדרת תחנות החלל, פרק 82: זבל בחלל, פרק 281: פיצוצים בחלל, פרק 303: שיווי משקל בחלל, פרק 311: צליל בחלל.

מקורות: