Что может значить космос

Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео

Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.

Что такое космос

Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.

Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.

Границы

Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:

• 35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
• 100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
• 100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
• 260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
• 13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
• 20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
• 300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
• 30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
• 250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
• 870 скстлн км – граница видимости излучения.

Чем космос отличается от Вселенной

Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.

В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.

Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.

Межпланетное пространство

Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.

Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.

Межпланетная среда

Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:

• магнитного поля;
• космических лучей;
• нейтрального газа;
• пыли;
• электромагнитного излучения;
• солнечного ветра.

Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.

Межгалактическое пространство

Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.

Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.

Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.

Межгалактическая звезда

Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.

Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.

Процесс изучения

Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:

• 7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
• 11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
• 16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
• 550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.

Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.

Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.

Почему в космосе холодно

Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.

Почему в космосе холодно, если там вакуум

Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Почему космос черный?

Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.

Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.

На какой высоте официально начинается космос?

Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.

Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.

Важнейшие этапы освоения космоса

Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:

• 4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
• 4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
• 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
• 15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
• 15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
• 2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
• с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
• 20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.

Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.

Что означает слово “космос”?

Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.

Интересное видео о космосе

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Журнал «Все о Космосе»

Зачем нам нужен космос?

Благодаря космической индустрии у нас есть GPS- навигаторы, цифровые камеры и одежда на липучках.

У вас есть тефлоновая сковородка? Снимаете цифровой камерой? Носите брюки на молнии, а куртку на липучках? В машине используете спутниковую навигацию GPS? Если да, то вы достойный представитель космической эры.

Эти и многие другие технологии являются продуктом космоса. Все они были либо специально созданы в ходе развития космических программ, либо получили широкое распространение именно после того, как их довели до ума ученые, работающие на космос.

Все это позволяет сегодня с полной уверенностью причислить космос к фундаментальным наукам и заставить умолкнуть скептиков, которые с завидной регулярностью задаются вопросом: “А зачем нам, собственно, нужны дорогостоящие космические исследования?”.

В действительности, в годы холодной войны у космической гонки были простые стимулы — престиж страны и военное превосходство над врагом. Оба фактора кажутся все менее значимыми сегодня, когда все страны стараются сотрудничать в космосе. Исключение составляет лишь Китай, власти которого, как бы примеряя на себя роль ушедшего в историю СССР, считают успехи в космосе доказательством превосходства коммунистической идеологии.

Однако и без всякого патриотизма огромные усилия и колоссальные расходы, которых требует освоение космоса, многократно окупаются. Космосу требуются все более совершенные микросхемы, огнестойкие краски, прочные пластики, вечные клеи и многое другое. Над этими направлениями в мире ежегодно трудятся миллионы людей.

За последние полвека благодаря космической отрасли было запатентовано более 50 тыс. различных изобретений, начиная с таких фундаментальных, как спутниковая и сотовая связь, заканчивая пришедшими в каждый дом тефлоновыми сковородками.

По оценкам независимых исследователей, рынок космических технологий ежегодно составляет около $170 млрд. В дальнейшем он будет только расти. В перспективе возникнет новый колоссальный сектор мировой экономики под названием “космический туризм”. Но самое главное — космические технологии помогут защитить Землю от следующего тунгусского метеорита и спасут от энергетических проблем благодаря поставкам термоядерного топлива с Луны.

ПРОЗА ЖИЗНИ: ТЕФЛОН, ОДЕЖДА НА МОЛНИИ И ЛИПУЧКАХ ИЗ КОСМОСА

О том, что есть технологический уровень отдачи от космоса, который может ощутить едва ли не каждый житель Земли, свидетельствуют как минимум три вещи. Все они широко распространены в быту, но об их “космическом” происхождении мало кто подозревает. Это тефлон, молнии и липучки на одежде.

Скептики, конечно, могут сказать, что все три вещи были придуманы и запатентованы во вполне земных условиях. Это действительно так, однако поначалу наиболее широко востребованными они оказались именно в космосе, и в широкий обиход попали лишь после того, как были обкатаны на орбите.

Тефлон, лучший друг домохозяек и кулинаров, был запатентован американской компанией DuPont и представляет собой изначально белое вещество, по внешнему виду напоминающее полиэтилен. Тефлон оказался очень полезен в космических условиях, поскольку обладает фантастической тепло- и морозоустойчивостью, а также сохраняет эластичность при температурах от -70 до 270 °C. Он не смачивается ни водой, ни органическими растворителями. Лучшего материала для обеспечения теплоизоляции на космических аппаратах и не придумать. В широкую коммерческую эксплуатацию тефлон попал после того, как его широко применяли на американских кораблях “Apollo”, летавших к Луне.

Молния для одежды была запатентована еще в 1914 году американцем Гидеоном Сундебеком, но была по-настоящему востребована лишь после того, как ученые стали трудиться над экипировкой космонавтов. Молния оказалась намного практичнее, чем обыкновенные пуговицы и застежки. То же самое можно сказать и о “липучках” (в оригинале Velcro), запатентованных швейцарским инженером Жоржем де Местрелем в 1948 году. “Липучки” очень пригодились космонавтам, но лишь после того, как эта технология была опробована в космосе, она смогла получить широкое распространение на Земле.

“Тефлон и “липучки” появились до начала программы “Apollo”, — говорит Юрий Караш, член-корреспондент Российской академии наук. — Именно благодаря ей они были представлены на широкий рынок. Теперь сложите стоимость всех изделий, изготовленных с применением тефлона и Velcro, общий объем продаж этих изделий уже многократно окупил программу “Apollo”, которая стоила порядка $100 млрд”.

БЕЗОПАСНОСТЬ: СПАСЕНИЕ ОТ МЕТЕОРИТОВ

Сто лет назад на Земле случилась чудовищная катастрофа, о природе которой ученые спорят до сих пор. Некоторые утверждают, что это была комета, другие говорят об астероиде. Как бы то ни было, важно, что чудовищный взрыв в 1908 году произошел над пустынной Сибирью, а не, скажем, над Европой или Северной Америкой.

Тунгусский метеорит — ярчайший пример того, какую опасность таит космос. В следующий раз человечеству может повезти гораздо меньше. Тут уместно вспомнить о Мексиканском заливе, который, по предположению некоторых ученых, является кратером от того самого метеорита, погубившего динозавров 70 млн. лет назад.

Чтобы уберечься от подобных катаклизмов, необходимо развивать космические технологии — как те, которые могут заранее обнаруживать опасные объекты, так и те, которые смогут воздействовать на них. У НАСА уже сегодня есть несколько проектов, посвященных поиску небесных тел, имеющих хотя бы гипотетические шансы на столкновение с Землей. Среди проектов их уничтожения, которые обсуждаются сегодня, самыми перспективными считаются зонды с ядерными бомбами и орбитальные лазерные установки, могущие сжигать приближающиеся астероиды, производя лучи энергии с помощью зеркал, улавливающих солнечный свет.

ЭНЕРГЕТИКА: НАДЕЖДА НА ГЕЛИЙ-3

В научном мире хватает скептиков, которые не верят в то, что нефть заканчивается. Возможно, они правы, и волноваться о том, что в один прекрасный день бензин на заправках закончится, не стоит. И даже в этом случае термоядерная энергетика не теряет своей актуальности. Пожалуй, не найдется в научном мире человека, который отрицал бы, что с момента, когда мы овладеем термоядерной энергией, об энергетическом кризисе человечество может забыть.

И здесь нам тоже поможет космос. А точнее, Луна, на поверхности которой благодаря отсутствию атмосферы, солнечное радиационное излучение в огромных количествах образовало вещество, известное, как изотоп гелия-3. Специалисты НАСА считают, что на Луне есть не менее 10 млн. тонн этого вещества, в то время как на Земле не наберется и тонны.

Гелий-3 может использоваться в термоядерных реакторах, выделяя при этом просто фантастическое количество энергии. 1 кг изотопа может произвести не меньше 19 мегаватт-часов энергии. Этого хватит для того, чтобы несколько лет освещать крупный город. Таким образом нескольких десятков тонн изотопа хватит для обеспечения всех энергетических запросов планеты на протяжении года. Вот вам и польза от гипотетической промышленной базы на Луне.

КОММУНИКАЦИИ: СПУТНИКИ-СВЯЗНЫЕ

В 1947 году офицер британских ВВС Артур Кларк впервые высказал идею размещения на орбите планеты спутников, которые могли бы ретранслировать радио- и телевизионный сигнал, а также осуществлять наблюдения за погодой. Позже Кларку, который стал одним из классиков фантастической литературы, пришлось пожалеть о том, что он не запатентовал свою идею, которую без всяких преувеличений можно назвать гениальной.

Поначалу спутники были в основном военными, их предназначение — шпионаж за наземными войсками противника. СССР и США в свое время нашпиговали орбиту этими маленькими наблюдателями до такой степени, что они порой даже сталкивались друг с другом.

По мере того, как угасала холодная война, а себестоимость запуска в космос снижалась, на орбите стали все чаще появляться коммерческие спутники. Их предназначением были метеорология, трансляция телевизионного сигнала и геологическая разведка. Сегодня к этим функциям также добавились интернет и спутниковая навигация — тоже, между прочим, технология, некогда созданная военными для своих нужд. Каждый день миллионы автомобилистов выбирают путь благодаря космическим разработкам.

ФОТО И ВИДЕО: ГАЛАКТИЧЕСКИЕ МЕГАПИКСЕЛИ

Три, пять, восемь мегапикселей… Цифровой фотоаппарат сегодня есть у каждого, кто хоть как-то причастен к фотографии. Никто уже не хочет возиться с пленкой, если можно снимать на цифру — это дешевле и удобнее. Даже Голливуд переходит на съемку цифровыми камерами, которые уже ни в чем не уступают пленочным.

И здесь снова не обошлось без космоса, ведь в основе цифровых камер лежат ПЗС-матрицы. Так называют микросхемы из светочувствительных фотодиодов на основе кремния. Они впервые были созданы в 1960-х. И толчком к их развитию послужили именно космические исследования. Наиболее активно разработки цифровых оптических систем велись для создания электронных телескопов, необходимых для исследования космоса, и космических фотокамер для создания снимков Земли, а также различных космических объектов. Венцом творения в этой области стал орбитальный телескоп “Хаббл”, работающий на благо науки с 1991 года. Сегодняшние цифровые фотоаппараты, видеокамеры, цифровое телевидение и цифровые микроскопы, получившие широкое применение в медицине, — прямые потомки космических фототехнологий.

ДОБЫЧА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

По примерным оценкам ученых, при нынешних темпах добычи, скоро на Земле начнет ощущаться недостаток полезных ископаемых. Через 60 лет закончится медь, через 160 лет железо, через 400 лет платина . Мировых запасов золотой руды хватит на 35 лет , свинца – на 20 лет , лития на 35 лет. За всем этим, прийдется отправляться в космос, за астероидами.

При достаточном уровне развития техники добыча на астероиде таких элементов, как платина, кобальт и других редких минералов с последующей их доставкой на Землю может приносить очень большую прибыль. В ценах 1997 года сравнительно небольшой металлический астероид диаметром в 1,5 км содержал в себе различных металлов, в том числе драгоценных, на сумму 20 триллионов долларов США. Фактически, всё золото, кобальт, железо, марганец, молибден, никель, осмий, палладий, платина, рений, родий и рутений, которые сейчас добываются из верхних слоёв Земли, являются остатками астероидов, упавших на Землю во время ранней метеоритной бомбардировки, когда после остывания коры на планету обрушилось огромное количество астероидного материала.

ЕЩЕ ДЕСЯТЬ ПРИЧИН ИССЛЕДОВАТЬ КОСМОС

1. Развитие технологий. Сотни технологических разработок уже перекочевали из космоса на Землю и стали частью повседневной жизни миллионов людей.

2. Научные открытия, совершаемые с помощью космических исследований, позволяют пополнить наши знания о природе Вселенной и продвигают фундаментальные области науки.

3. Космос может помочь решить энергетические проблемы человечества. На данный момент наиболее перспективным вариантом является добыча изотопа гелия-3 на Луне.

4. Космическая индустрия дает работу сотням тысяч людей во многих странах. Ежегодный оборот мировой космической индустрии составляет $170 млрд.

5. Прямым развитием космической программы является космический туризм, с годами он станет крупной отраслью, обеспечивая работой многих людей и принося большие прибыли.

6. Космос неразрывно связан с военными технологиями, в перспективе возможно создание космических видов оружия, которые будут многократно превосходить существующие ныне. Например, кинетическое оружие. Запущенный с орбиты небольшой астероид будет во много раз страшнее любой атомной бомбы.

7. Только располагая мощными космическими технологиями, можно обеспечить защиту планеты от астероидов, подобных тем, которые уничтожили динозавров 70 млн лет назад.

8. Создание баз на Луне и Марсе станет подготовкой резервных убежищ для человечества на случай катаклизмов на Земле. Эти колонии также спасут планету от практически неизбежного перенаселения.

9. Космос имеет огромное политическое значение, успехи во внеземном пространстве поднимают престиж страны.

10. Космос является глобальной целью, вокруг которой со временем может объединиться все человечество, навсегда позабыв о внутренних межнациональных и религиозных распрях.

Источник