 |
|
Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса
Атмосфера и околоземное космическое пространство
Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст атмосферного давления), плотность среды 2,7·1019 молекул в см³.
0,5 км — до этой высоты проживает 80 % человеческого 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.
5,0 км — 50 % от атмосферного давления на уровне моря.
5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты (немного ниже вершины горы Эльбрус).
6 км — граница постоянного обитания человека, граница наземной жизни в горах.
6,6 км — самая высоко расположенная каменная постройка (гора Льюльяильяко, Южная Америка).
7 км — граница приспособляемости человека к длительному пребыванию в горах.
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 — естественный 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). Также это граница подъёма обычных облаков, дальше простирается разрежённый и сухой воздух.
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 — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере).
20 км — потолок тепловых аэростатов (монгольфьеров) (19 811 м).
20—22 км — верхняя границабиосферы: предел подъёма в атмосферу живых спор и бактерий воздушными потоками.
20—25 км — яркость неба днём в 20—40 раз меньше яркости на уровне моря, как в центре полосы полного солнечного затмения и как всумерки, когда Солнце ниже горизонта на 9—10 градусов и видны звёзды до 2-й звёздной величины.
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 — официальный рекорд высоты для воздушного шара (стратостата), управляемого двумя стратонавтами (Проект Страто-Лаб, 1961 г.).
ок. 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте атмосферное давление 611,657 Па и вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде.
37,8 км — рекорд высоты существующих турбореактивных самолётов (МиГ-25М, 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 прыжка из стратосферы без стабилизирующего парашюта (Феликс Баумгартнер, 2012 г.).
41,42 км — рекорд высоты стратостата, управляемого одним человеком, а также рекорд высоты прыжка со стабилизирующим парашютом, выполненный вице-президентом компании Гугл Аланом Юстасом 24 октября 2014 года.
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.)
ок. 53 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 Галлея на основе измерений давления альпинистами, законе Бойля и наблюдений за метеорами.
80 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза): высота серебристых облаков.
80,45 км (50 миль) — официальная высота границы космоса в США.
100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, определяющая границу междуаэронавтикой 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. Плотность среды на этой высоте 12 триллионов молекул на 1 дм³
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, начинается ионизация воздуха от трения и нагрев корпуса.
120—130 км — спутник на круговой орбите с такой высотой сможет сделать не более одного оборота.
150—180 км — высота перигея орбиты первых пилотируемых космических полётов.
200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
302 км — максимальная высота (апогей) первого пилотируемого космического полёта (Гагарин Ю.А. на космическом корабле Восток-1, 12 апреля 1961 г.)
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).
ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции
500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека.
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).
1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком в долунную эпоху (корабль Джемини-11 2 сентября 1966 г).
2000 км — атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
3000 км — максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5—1 Гр/час).
12 756 км — расстояние, равное диаметру планеты Земля.
17 000 км — внешний электронный радиационный пояс.
27 743 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 гравитационные силы, и молекулы воздуха, вышедшие за эту границу, будут разлетаться в разные стороны.
ок. 90 000 км — расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
ок. 100 000 км — верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась, началось межпланетное пространство
Межпланетное пространство
363 104—405 696 км — высота орбиты Луны над Землёй.
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.
1 500 000 км — расстояние до одной из точек либрации L2, в которых попавшие туда тела находятся в гравитационном равновесии. Космическая станция, выведенная в эту точку, не будучи орбитальным спутником, с минимальными затратами топлива на коррекции траектории всегда бы следовала за Землёй и находилась бы в её тени.
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 Венера.
56 000 000 — 58 000 000 км — минимальное расстояние до Марса во время Великих противостояний.
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.). Свет проходит это расстояние примерно за 500 секунд (8 минут 20 секунд).
590 000 000 км — минимальное расстояние от Земли до ближайшей большой газовой планеты Юпитер. Дальнейшие цифры указывают расстояние от Солнца.
4 500 000 000 км (4,5 миллиардов км) — радиус границы околосолнечного межпланетного пространства — радиус орбиты самой дальней большой планеты Нептун.
8 230 000 000 км — дальняя граница пояса Койпера — пояса малых ледяных планет, в который входит карликовая планета Плутон.
19 896 000 000 км — расстояние до самого дальнего на сегодня межзвёздного автоматического космического аппарата Вояджер-1.
35 000 000 000 км (35 млрд км) — предел дальнобойности солнечного ветра — граница гелиосферы, начало межзвёздного пространства.
65 000 000 000 км — расстояние до аппарата Вояджер-1 к 2100 году.
Межзвёздное пространство
ок. 300 000 000 000 км (300 млрд км) — ближняя граница облака Хиллса, являющемся внутренней частью облака Оорта — большого, но очень разрежённого скопища ледяных глыб, которые медленно летят по своим орбитам. Изредка выбиваясь из этого облака и приближаясь к Солнцу, они становятся кометами.
9 460 730 472 580,8 км (ок. 9,5 триллионов км) — световой год — расстояние, которое свет проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.
до 15 000 000 000 000 км — дальность вероятного нахождения гипотетического спутника Солнца звезды Немезида
до 20 000 000 000 000 км (20 трлн км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — внешняя граница Облака Оорта, максимальная дальность существования планет и комет.
30 856 776 000 000 км — 1 парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения межзвёздных расстояний, равен 3,2616 светового года.
ок. 40 000 000 000 000 км (40 трлн. км, 4,243 св. года) — расстояние до ближайшей к нам известной звезды Проксима Центавра
100 000 000 000 000 км (100 трлн км, ок. 10 св. лет) — в пределах этого радиуса находятся 11 ближайших звёзд.
ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система (плотность среды этого облака 300 атомов на 1 дм³).
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 (плотность среды 50 атомов на 1 дм³).
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(англ. Milky Way). За его пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик (плотность среды межгалактического пространства менее 1 атома водорода на 1 дм³).
ок. 1 000 000 000 000 000 000 км (1 квинтиллион км, 100 тысяч св. лет) — диаметр нашей галактики Млечный путь (200—400 миллиардов звёзд).
Межгалактическое пространство
ок. 5 000 000 000 000 000 000 км (ок. 5 квинтиллионов км) — размер подгруппы Млечного Пути, в которую входят наша галактика и её спутники карликовые галактики (всего 15 галактик).
ок. 30 000 000 000 000 000 000 км (ок. 30 квинтиллионов км, ок. 1 млн парсек) — размер Местной группы галактик, в которую входят три крупных соседа: Млечный путь, Галактика Андромеды, Галактика Треугольника, и многочисленные карликовые галактики (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).
ок. 4 900 000 000 000 000 000 000 км (4,9 секстиллиона км, 520 млн св. лет) — размер ещё более крупного сверхскопления Ланиакея, в которое входят наше сверхскопление Девы и так называемый Великий аттрактор, притягивающий к себе окружающие галактики и нас в том числе (около 100 тысяч галактик).
ок. 10 000 000 000 000 000 000 000 (10 секстиллионов км, 1 млрд св. лет) — длина Комплекса сверхскоплений Рыб-Кита, называемого ещё галактической нитью и гиперскоплением Рыб-Кита, в котором мы живём (10 масс Лениакеи).
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 10 % от средней плотности Вселенной). Космонавт в центре войда без большого телескопа не смог бы увидеть ничего, кроме темноты. На рисунке справа 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.
ок. 250 000 000 000 000 000 000 000 (ок. 250 секстиллионов км, свыше 26 млрд св. лет) — размер пределов видимости вещества (галактик и звёзд) в наблюдаемой Вселенной (свыше 500 миллиардов галактик).
ок. 870 000 000 000 000 000 000 000 км (870 секстиллионов км, 92 млрд св. лет) — размер пределов видимостиизлучения в наблюдаемой Вселенной.