Katso ylös yötaivaalle, ja mitä näet? Avaruutta, kimaltelevaa ja hohtavaa kaikessa komeudessaan. Tähtitiedellisesti avaruus on todella lähellä, viipyen juuri sen ohuen kerroksen toisella puolella, jota kutsumme ilmakehäksi. Ja jos ajattelee sitä, maapallo on vähän enemmän kuin pieni saari avaruusmeressä. Se on siis kirjaimellisesti kaikkialla ympärillämme.
Määritelmän mukaan avaruus määritellään pisteeksi, jossa Maan ilmakehä loppuu ja avaruuden tyhjiö alkaa. Mutta kuinka kaukana se tarkalleen on? Kuinka korkealle sinun täytyy matkustaa, ennen kuin voit todella koskettaa avaruutta? Kuten voit luultavasti kuvitella, tällaisella subjektiivisella määritelmällä ihmiset ovat yleensä eri mieltä siitä, mistä avaruus alkaa.
Määritelmä:
Ensimmäinen virallinen avaruuden määritelmä tuli Ilmailualan kansallinen neuvoa-antava komitea (NASA:n edeltäjä), joka päätti pisteen, jossa ilmanpaine oli alle punnan neliöjalkaa kohti. Tämä oli korkeus, jolla lentokoneiden ohjauspintoja ei enää voitu käyttää, ja se vastasi noin 81 kilometriä (50 mailia) maan pinnan yläpuolella.
Bell X-1, jossa Chuck Yeager 'rikkoi' äänivallin vuonna 1947. Kiitokset: NASA
Jokainen NASAn testilentäjä tai astronautti, joka ylittää tämän korkeuden, saa astronautin siivet. Pian tämän määritelmän hyväksymisen jälkeen ilmailu-insinööri Theodore von Kármán laski, että yli 100 km:n korkeudessa ilmakehä olisi niin ohut, että lentokoneen täytyisi kulkea kiertoradalla nostovoiman saamiseksi.
Tämä korkeus hyväksyttiin myöhemmin nimellä Karman linja Maailman lentourheiluliiton (FAI) toimesta. Ja vuonna 2012, kun Felix Baumgartner rikkoi korkeimman vapaapudotuksen ennätyksen, hän hyppäsi 39 kilometrin (24,23 mailin) korkeudesta, alle puolivälissä avaruuteen (NASA:n määritelmän mukaan).
Samalla tavalla avaruus määritellään usein alkavaksi alhaisimmalta korkeudelta, jolla satelliitit voivat ylläpitää kiertoradat kohtuullisen ajan – mikä on noin 160 kilometriä (100 mailia) pinnan yläpuolella. Nämä vaihtelevat määritelmät ovat monimutkaisia, kun otetaan huomioon sanan 'ilmapiiri' määritelmä.
Maan ilmapiiri:
Kun puhumme Maan ilmakehästä, meillä on tapana ajatella aluetta, jossa ilmanpaine on edelleen riittävän korkea aiheuttamaan ilmanvastuksen tai jossa ilma on yksinkertaisesti tarpeeksi paksua hengittääkseen. Mutta itse asiassa maapallon ilmakehä koostuu viidestä pääkerroksesta - troposfääristä, stratosfääristä, mesosfääristä, termosfääristä ja eksosfääristä - joista jälkimmäinen ulottuu melko pitkälle avaruuteen.
Avaruussukkula Endeavour kuvastui Maan ilmakehää vasten. Oranssi kerros on troposfääri, valkoinen kerros stratosfääri ja sininen kerros mesosfääri. Kiitos: NASA
Termosfääri, ilmakehän toiseksi korkein kerros, ulottuu noin 80 km:n (50 mailin) korkeudesta lämpöpaussille, joka on 500–1000 km:n (310–620 mailin) korkeudessa. Termosfäärin alaosa, 80–550 kilometriä (50–342 mailia), sisältää ionosfäärin, joka on saanut nimensä, koska auringonsäteily ionisoi hiukkasia täällä ilmakehässä.Siksi tässä on ilmiö, joka tunnetaan nimellä revontulet ja Aurara Australis tiedetään tapahtuvan. The Kansainvälinen avaruusasema kiertää myös tätä kerrosta, 320–380 km (200–240 mailia), ja sitä on jatkuvasti tehostettava, koska kitkaa ilmakehän kanssa esiintyy edelleen.
Uloin kerros, joka tunnetaan nimellä eksosfääri, ulottuu 10 000 km:n (6214 mailia) korkeuteen planeetan yläpuolelle. Tämä kerros koostuu pääasiassa erittäin pienitiheyksistä vetyä, heliumia ja useista raskaammista molekyyleistä (typpi, happi, CO²). Atomit ja molekyylit ovat niin kaukana toisistaan, että eksosfääri ei enää toimi kaasun tavoin ja hiukkaset pakenevat jatkuvasti avaruuteen.
Täällä maapallon ilmakehä todella sulautuu ulkoavaruuden tyhjyyteen, jossa ei ole ilmakehää. Siksi suurin osa Maan satelliiteista kiertää tällä alueella. Joskus Aurora Borealis ja Aurora Australis esiintyvät eksosfäärin alaosassa, missä ne limittyvät termosfääriin. Mutta sen lisäksi tällä alueella ei ole meteorologisia ilmiöitä.
Interplanetary vs. Interstellar:
Toinen tärkeä ero avaruudesta puhuttaessa on ero planeettojen välillä ( planeettojen välinen tila ) ja tähtijärjestelmien välissä oleva ( tähtienvälinen avaruus ) galaksissamme. Mutta tietysti se on vain jäävuoren huippu avaruuden suhteen.
Jos verkko heitetään leveämmäksi, on olemassa myös avaruus, joka sijaitsee galaksien välillä universumissa ( intergalaktinen tila ). Kaikissa tapauksissa määritelmä koskee alueita, joilla aineen pitoisuus on huomattavasti pienempi kuin muissa paikoissa – eli alue, jonka keskellä on planeetta, tähti tai galaksi.
Lisäksi kaikissa kolmessa määritelmässä mittaukset ylittävät sen, mitä me ihmiset olemme tottuneet käsittelemään säännöllisesti. Jotkut tutkijat uskovat, että avaruus ulottuu äärettömästi kaikkiin suuntiin, kun taas toiset uskovat avaruuden olevan äärellinen, mutta rajaton ja jatkuva (eli sillä ei ole alkua ja loppua).
Toisin sanoen, on syytä kutsua sitä avaruuteen – sitä on vain niin paljon!
Tutkimus:
Avaruuden (eli sen, mikä sijaitsee välittömästi Maan ilmakehän takana) tutkimus alkoi vakavasti niin kutsutulla ' Avaruusaika ', Tämä uusi tutkimusten aikakausi alkoi, kun Yhdysvallat ja Neuvostoliitto asettivat tavoitteensa satelliittien ja miehitettyjen moduulien asettamiseksi kiertoradalle.
Ensimmäinen avaruusajan suuri tapahtuma tapahtui 4. lokakuuta 1957, jolloin laukaistiin Sputnik 1 Neuvostoliitto oli ensimmäinen kiertoradalle lähetetty keinotekoinen satelliitti. Vastauksena silloinen presidentti Dwight D. Eisenhower allekirjoitti sopimuksen Kansallinen ilmailu- ja avaruuslaki 29. heinäkuuta 1958 NASA:n virallisesti perustamisesta.
Valokuva venäläisestä teknikasta viimeistelemässä Sputnik 1:tä, ihmiskunnan ensimmäistä keinotekoista satelliittia. Kiitokset: NASA/Asif A.
NASA ja Neuvostoliiton avaruusohjelma ryhtyivät välittömästi tarvittaviin toimiin miehitettyjen avaruusalusten luomiseksi. Vuoteen 1959 mennessä tämä kilpailu johti Neuvostoliiton luomiseen Vostok ohjelma ja NASAn Projekti Mercury . Vostokin tapauksessa tämä koostui avaruuskapselin kehittämisestä, joka voidaan laukaista käytetyn kantoraketin kyytiin.
Lukuisten miehittämättömien testien ja muutamien koiria käyttävien testien lisäksi kuusi Neuvostoliiton lentäjää valittiin vuoteen 1960 mennessä ensimmäisiksi miehiksi, jotka menivät avaruuteen. 12. huhtikuuta 1961 Neuvostoliiton kosmonautti Juri Gagarin laukaistiin kyytiin Vostok 1 avaruusalus Baikonurin kosmodromista, ja siitä tuli näin nyrkkimies, joka meni avaruuteen (päihitti amerikkalaisen Alan Shepard vain muutaman viikon kuluttua).
16. kesäkuuta 1963 Valentina Tereškova lähetettiin kiertoradalle aluksella Vostok 6 veneestä (joka oli viimeinen Vostok-tehtävä), ja siten hänestä tuli ensimmäinen nainen, joka meni avaruuteen. Sillä välin NASA otti haltuunsa Project Mercuryn Yhdysvaltain ilmavoimista ja alkoi kehittää omaa miehistötyökonseptiaan.
Juri Gagarin ennen avaruuslentoa Vostok-avaruusaluksella. 12. huhtikuuta 1961 Luotto: RIA Novosti
Ohjelma, joka on suunniteltu lähettämään mies avaruuteen olemassa olevilla raketteilla, otti nopeasti käyttöön ballististen kapseleiden laukaisemisen kiertoradalle. Ensimmäiset seitsemän astronautia, lempinimeltään ' Mercury Seven “, valittiin laivaston, ilmavoimien ja merijalkaväen koelentoohjelmista.
5. toukokuuta 1961 astronautti Alan Shepardista tuli ensimmäinen amerikkalainen avaruudessa. Vapaus 7 tehtävä. Sitten 20. helmikuuta 1962 astronautti John Glennistä tuli ensimmäinen amerikkalainen, jonka kiertoradalle laukaisi Atlas kantoraketti osana Ystävyys 7 . Glenn suoritti kolme maapallon kiertorataa ja suoritettiin vielä kolme kiertolentoa, jotka huipentuivat L. Gordon Cooperin 22 kiertoradan lentoon. Usko 7 , joka lensi 15. ja 16. toukokuuta 1963.
Seuraavina vuosikymmeninä sekä NASA että neuvostoliittolaiset alkoivat kehittää monimutkaisempia, pitkän kantaman miehistöllisiä avaruusaluksia. Kun ' Kilpajuoksu kuuhun ” päättyi onnistuneeseen laskeutumiseen Apollo 11 (seuraavana useita muita Apollo-tehtävät ), painopiste alkoi siirtyä pysyvän läsnäolon luomiseen avaruudessa.
Venäläisille tämä johti avaruusasematekniikan jatkuvaan kehittämiseen osana Salyut ohjelma . Vuosina 1972–1991 he yrittivät kiertää seitsemää erillistä asemaa. Kuitenkin tekniset viat ja vika yhden raketin toisen vaiheen vahvistimissa aiheuttivat kolme ensimmäistä yritystä sen jälkeen Salyut 1 epäonnistua tai johtaa aseman kiertoradan rappeutumiseen lyhyen ajan kuluttua.
Skylab, Amerikan ensimmäinen miehitetty avaruusasema. Kuvan otti Skylab 4:n lähtevä miehistö helmikuussa 1974. Kiitos: NASA
Vuoteen 1974 mennessä venäläiset onnistuivat kuitenkin ottamaan käyttöön onnistuneesti Salyut 4, seuraa kolme muuta asemaa, jotka pysyisivät kiertoradalla yhdestä yhdeksään vuoteen. Vaikka kaikki saljutit esiteltiin yleisölle ei-sotilaallisina tieteellisinä laboratorioina, osa niistä oli itse asiassa armeijan peitteitä. älä ymmärrä sitä asemien tunnustaminen.
NASA jatkoi myös avaruusasemateknologian kehittämistä, joka huipentui toukokuussa 1973 avaruusaseman laukaisuun. Skylab , joka olisi edelleen Amerikan ensimmäinen ja ainoa itsenäisesti rakennettu avaruusasema. Käyttöönoton aikanaSkylabkärsi vakavia vaurioita menettäen lämpösuojansa ja yhden aurinkopaneeleistaan.
Tämä vaati ensimmäisen miehistön tapaamisen asemalla ja suorittamaan korjauksia. Kaksi muuta miehistöä seurasi, ja asema oli käytössä yhteensä 171 päivää sen palveluhistorian aikana. Tämä päättyi vuonna 1979, kun asema pudotettiin Intian valtameren ja osien Etelä-Australian yllä.
Vuoteen 1986 mennessä Neuvostoliitto otti jälleen johtoaseman avaruusasemien luomisessa ottamalla käyttöön Minä . Helmikuussa 1976 hallituksen asetuksella valtuutettu asema oli alun perin tarkoitus olla paranneltu malli Salyut-avaruusasemista. Ajan myötä se kehittyi asemaksi, joka koostuu useista moduuleista ja useista porteista miehistöille sojuz-avaruusaluksille ja Edistyminen rahtiavaruusaluksia.
Mir-avaruusasema ja Maan haara havaittiin Orbiter Endeavourista NASAn STS-89-tehtävän aikana vuonna 1998. Kiitokset: NASA
Ydinmoduuli laukaistiin kiertoradalle 19. helmikuuta 1986; ja vuosina 1987-1996 kaikki muut moduulit otettiin käyttöön ja kiinnitettäisiin. Mirissa vieraili 15 vuoden palveluksensa aikana yhteensä 28 pitkäaikaista miehistöä. Useiden muiden maiden kanssa toteutettavien yhteistyöohjelmien kautta asemalla vierailivat myös miehistöt muista itäblokin maista, Euroopan avaruusjärjestö ESA ja NASA.
Useiden teknisten ja rakenteellisten ongelmien jälkeen asemalla, Venäjän hallitus ilmoitti vuonna 2000 poistavansa avaruusaseman käytöstä. Tämä alkoi 24. tammikuuta 2001, kun venäläinenEdistyminenrahtilaiva telakoitui asemalle ja työnsi sen pois kiertoradalta. Asema meni sitten ilmakehään ja syöksyi eteläiselle Tyynellemerelle.
Vuoteen 1993 mennessä NASA aloitti yhteistyön venäläisten, ESAn ja Japan Aerospace Exploration Agencyn (JAXA) kanssa luodakseen Kansainvälinen avaruusasema (ISS). Yhdistämällä NASAn Avaruusaseman vapaus projekti Neuvostoliiton/Venäjän kanssa Minä-2 asema, eurooppalainen Kolumbus asema ja japanilaiset Kibo laboratoriomoduuli , projekti rakensi myös venäläis-amerikkalaisen Sukkula-Mir lähetystöissä (1995-1998).
Kun eläkkeelle Avaruussukkula-ohjelma vuonna 2011 miehistön jäseniä on toimitettu yksinomaan Sojuz-avaruusaluksilla viime vuosina. NASA ja Roscosmos ovat tehneet yhteistyötä vuodesta 2014 lähtien keskeytetty useimpien muiden kuin ISS:n toimien osalta Ukrainan tilanteen aiheuttamien jännitteiden vuoksi.
Kuitenkin viime vuosina alkuperäiskansojen laukaisukyky on palautettu Yhdysvaltoihin mm SpaceX , United Launch Alliance , ja Sininen alkuperä astuvat paikalle täyttämään tyhjiön yksityisellä rakettilaivastollaan.
ISS on ollut jatkuvasti miehitettynä viimeiset 15 vuotta, ylittäen Mirin aiemman ennätyksen; ja siellä on vieraillut astronautit ja kosmonautit 15 eri maasta. ISS-ohjelman odotetaan jatkuvan ainakin vuoteen 2020 asti, mutta sitä voidaan jatkaa vuoteen 2028 tai mahdollisesti pidempäänkin budjettiympäristöstä riippuen.
Kuten näet selvästi, missä ilmapiirimme päättyy ja avaruus alkaa, on keskustelun aihe. Mutta vuosikymmeniä kestäneiden avaruustutkimusten ja laukaisujen ansiosta olemme onnistuneet saamaan aikaan toimivan määritelmän. Mutta oli tarkka määritelmä mikä tahansa, jos pääset yli 100 kilometriä, olet ehdottomasti ansainnut astronautisi siivet!
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita avaruudesta täällä Universe Today -sivustolla. Täällä on Miksi Space on musta? , Kuinka kylmää avaruus on? , Kuvitettu avaruusromu: Ongelma kuvissa , Mikä on planeettojenvälinen avaruus? , Mikä on tähtienvälinen avaruus? , ja Mikä on intergalaktinen avaruus?
Katso lisätietoja NASA paljastaa tähtienvälisen avaruuden mysteerit ja tämä luettelo Syvän avaruuden tehtävät .
Astronomy Castilla on aiheesta jaksoja, kuten Avaruusasemat-sarja , Jakso 82: Space Junk , Jakso 281: Räjähdykset avaruudessa , Jakso 303: Tasapaino avaruudessa , ja Jakso 311: Ääni avaruudessa .
Lähteet:
- NASA – Avaruussukkuloiden aikakausi
- NASA – Kansainvälinen avaruusasema
- Wikipedia – Avaruusaika
- Mikä on - mitä on avaruus?
Podcast (ääni): ladata (Kesto: 2:29 – 2,3 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
Podcast (video): ladata (48,3 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS