Что значит космос для человека

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

Зачем человечеству космос?

Уже многие годы человечество пытается как-то освоить космическое пространство. Оно манит своей неизведанностью и будоражит умы. Но стоит ли тратить миллиарды, чтобы где-то там «на тропинках» следы оставить?

Все началось с баллистических ракет, оружия большой дальности. Команда немецких ученых и инженеров под руководством Вернера фон Брауна дала Гитлеру возможность безнаказанно обстреливать Лондон с очень большого расстояния. Созданные тогда ракеты Фау-2 были первыми вышедшими за пределы земной атмосферы объектами, созданными людьми.

В 1944 году ракета Фау-2 взлетела на высоту 188 км, совершив первый суборбитальный космический полет и выйдя в космос — ведь Международная Авиационная Федерация считает границей земной атмосферы высоту 100 км (по линии Кармана).

В послевоенное время, когда СССР и США пытались взять верх в гонке вооружений, были созданы межконтинентальные баллистические ракеты для доставки ядерных устройств за десятки тысяч километров в любую точку земного шара.

Вывод спутников на орбиту Земли был попутным результатом, показателем развития новейших технологий в стране, обладающей способностью вывести на объект на орбиту Земли. Первый спутник, СП-1
Фото: ru.wikipedia.org

Наконец появился первый спутник… Было много радости, мол, «свершилась вековая мечта человечества», массово цитировали Циолковского: «Земля — колыбель человечества, но нельзя же вечно жить в колыбели». Было отснято много разных фантастических фильмов о грядущих космических полетах — на Луну, на Марс и Венеру, в пояс астероидов. Издавались и переиздавались книги про колонии на Марсе, на Луне, в открытом космосе.

И в реале на орбиту сначала вышел первый спутник, вес которого был всего 83.6 кг, а потом начали выводить на околоземную орбиту спутники весом в несколько тонн.

Вскоре в космос начали летать люди. Первый человек на орбите пробыл всего 108 минут, потом стали отправлять на несколько дней, потом на несколько недель…

Самый длительный полет в космос длился 438 дней, проходил он с января 1994 по март 1995 года.

После одноразовых «Востоков», «Восходов», «Джемини», «Меркюри», «Союзов» и «Аполлонов» взлетел многоразовый Спэйс-шаттл. Пусть медленно, но ракетоносители видоизменялись, усиливались и улучшались…

И вдруг все это как-то застопорилось… И шаттлы летать перестали вскоре после того, как инженеры НАСА разобрались в причинах взрыва одного шаттла на взлете, а другого — при входе в атмосферу. Летать, выводить спутники и людей на орбиту продолжили только старые одноразовые советские, американские и европейские ракеты.

В чем же дело? В том, что борьба за первое место в космической гонке закончилась. Вопросы стоимости полетов и их выгоды, напротив, стали важными. И вот с этим возникли проблемы.

Оказалось, что гигантские шаттлы просто имеют избыточную мощность — слишком редко появлялись сверхтяжелые грузы, которые надо было вывести на орбиту. А стоил каждый пуск во много раз дороже, чем запуск на орбиту «Союза» или «Атласа». Тратить лишние десятки миллиардов правительство США не захотело. Тем более что каждый запуск оказался буквально «русской рулеткой» и имел шанс закончиться крахом как при взлете, так и при посадке.

В XXI веке появились частные организации, связанные с космосом. Видимо, частный капитал увидел в космосе возможность не только тратить казенные деньги ради национального престижа, но и возможности для бизнеса. Какие же это возможности?

Объем космического рынка в наше время составляет около 350 миллиардов долларов и из них на госорганизации приходится только 25% — то есть три четверти рынка космических услуг заняты частными компаниями.

Во-первых — связь, интернет, системы позиционирования. Спутники-трансляторы для связи или интернета, серверы GPS/ГЛОНАСС. Связь в наше время — основа и для высокоточного оружия, и для гражданских навигационных систем. Без спутниковых группировок GPS множество кораблей и самолетов быстро собьются с курса — счет возможных катастроф в случае глобального отказа системы исчисляется многими тысячами людей и потерей многих сотен миллионов.

Во-вторых — космический туризм, очень выгодная отрасль бизнеса. Ведь можно за много десятков миллионов долларов запустить космического туриста в космос, чтобы он пожил с недельку на орбитальной станции, наделал селфи для Instagram и спокойно вернулся на Землю, потешив собственное эго.

А можно «всего» за сколько-то сотен тысяч долларов запустить человека в суборбитальный полет. Тогда и запуск можно будет осуществить гораздо более легким, а значит и дешевым носителем, и о проживании в космосе думать не надо будет, и возврат на Землю будет легче и дешевле. И что с того, что полет длился 20−30 минут? Ведь в космосе-то турист побывал, селфи понаделал и из иллюминатора видел космические виды!

Правда, тут возникла проблема надежности. Многим хочется в космос, но никому потом не хочется оказаться распыленным в верхних слоях атмосферы. Видимо, потому многочисленные частные компании уже длительное время создают новые и дешевые средства вывода пилотируемых космических аппаратов за пределы атмосферы или на низкие околоземные орбиты. Но все же надежность создаваемых аппаратов пока слишком низка, чтобы наладить постоянные рейсы.

Это — то, что делается сейчас. Но есть другие грани космического бизнеса, которые в наше время почти не практикуются.

Это космическая индустрия. К сожалению, это направление до сих пор не налажено. Но еще в 70−80 годы проводились исследования, которые показали, что кристаллизация в невесомости создает кристаллы, в которых микродефектов во много раз меньше, чем в кристаллах, созданных в условиях земного тяготения. При производстве процессоров из кремния, полученного на орбите, должно выходить значительно меньшее количество брака. Волоконные световоды, произведенные в космосе, пропускали свет в 40 раз лучше, что световоды из того же материала, сделанные на Земле.

Увы, пока такие производства — дело будущего. А жаль, есть еще более захватывающие возможности. Например, в компании Techshot уже есть 3D-биопринтеры nScrypt, которые из специального биогеля, созданного на базе стволовых клеток, в условиях микрогравитации готовы «напечатать» модели органов человека, пригодные для трансплантации. Такая печать на Земле невозможна из-за гравитации, биогель слишком долго застывает. Когда технология будет отработана, возможно появление на орбите фабрик по производству искусственных сердец, почек и пр. — для осуществления трансплантации тем людям, которым это необходимо.

Еще в некотором отдаленном будущем, в случае открытия более мощных ракетных двигателей, вероятно, будет налажена космическая добыча полезных ископаемых. В первую очередь, возможна добыча гелия-3 на Луне, а еще добыча редких металлов в поясе астероидов или прямо из астероидов. И добыча углеводородов из газогидратов пролетающих рядом комет или на спутниках Юпитера.

Но это — дело очень далекого будущего…