ΠΌΣΟ ΥΨΗΛΌ ΕΊΝΑΙ ΤΟ ΔΙΆΣΤΗΜΑ;

Send

Κοιτάξτε τον νυχτερινό ουρανό και τι βλέπετε; Χώρος, λαμπερός και λαμπερός σε όλη του τη δόξα. Αστρονομικά, ο χώρος είναι πολύ κοντά, παραμένοντας ακριβώς στην άλλη πλευρά αυτού του λεπτού στρώματος που ονομάζουμε ατμόσφαιρα. Και αν το σκεφτείτε, η Γη είναι κάτι περισσότερο από ένα μικρό νησί σε μια θάλασσα του διαστήματος. Είναι λοιπόν κυριολεκτικά γύρω μας.

Εξ ορισμού, ο χώρος ορίζεται ως το σημείο στο οποίο τελειώνει η ατμόσφαιρα της Γης και αρχίζει το κενό του διαστήματος. Αλλά ακριβώς πόσο μακριά είναι αυτό; Πόσο ψηλά χρειάζεστε για να ταξιδέψετε πριν μπορέσετε να αγγίξετε το διάστημα; Όπως πιθανώς μπορείτε να φανταστείτε, με έναν τόσο υποκειμενικό ορισμό, οι άνθρωποι τείνουν να διαφωνούν σχετικά με το πού ακριβώς ξεκινά ο χώρος.

Ορισμός:

Ο πρώτος επίσημος ορισμός του διαστήματος προήλθε από την Εθνική Συμβουλευτική Επιτροπή Αεροναυτικής (ο προκάτοχος της NASA), η οποία αποφάσισε το σημείο όπου η ατμοσφαιρική πίεση ήταν μικρότερη από μία λίβρα ανά τετραγωνικό πόδι. Αυτό ήταν το υψόμετρο που οι επιφάνειες ελέγχου του αεροπλάνου δεν μπορούσαν πλέον να χρησιμοποιηθούν και αντιστοιχούσαν σε περίπου 81 χιλιόμετρα (50 μίλια) πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Κάθε πιλότος ή αστροναύτης της NASA που διασχίζει αυτό το υψόμετρο λαμβάνει τα φτερά του αστροναύτη. Λίγο μετά την έγκριση αυτού του ορισμού, ο μηχανικός αεροδιαστημικής Theodore von Kármán υπολόγισε ότι πάνω από 100 χιλιόμετρα, η ατμόσφαιρα θα ήταν τόσο λεπτή που ένα αεροσκάφος θα χρειαζόταν να ταξιδεύει με τροχιακή ταχύτητα για να αντλήσει οποιοδήποτε ανελκυστήρα.

Αυτό το υψόμετρο υιοθετήθηκε αργότερα ως Karman Line από την Παγκόσμια Ομοσπονδία Αθλητικών Αερομεταφορών (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). Και το 2012, όταν ο Felix Baumgartner έσπασε το ρεκόρ για το υψηλότερο ελεύθερο καταρράκτη, πήδηξε από υψόμετρο 39 χιλιομέτρων (24,23 mi), λιγότερο από το μισό του διαστήματος (σύμφωνα με τον ορισμό της NASA).

Με τον ίδιο τρόπο, ο χώρος ορίζεται συχνά ως ξεκινώντας από το χαμηλότερο υψόμετρο στο οποίο οι δορυφόροι μπορούν να διατηρούν τροχιές για λογικό χρόνο - που είναι περίπου 160 χιλιόμετρα (100 μίλια) πάνω από την επιφάνεια. Αυτοί οι διαφορετικοί ορισμοί είναι περίπλοκοι όταν κάποιος λαμβάνει υπόψη τον ορισμό της λέξης «ατμόσφαιρα».

Γήινη ατμόσφαιρα:

Όταν μιλάμε για την ατμόσφαιρα της Γης, τείνουμε να σκεφτόμαστε την περιοχή όπου η πίεση του αέρα εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλή ώστε να προκαλεί αντίσταση στον αέρα ή όπου ο αέρας είναι απλά αρκετά παχύς για να αναπνέει. Αλλά στην πραγματικότητα, η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται από πέντε βασικά στρώματα - την Τροπόσφαιρα, τη Στρατόσφαιρα, τη Μεσόσφαιρα, τη Θερμόσφαιρα και την Εξόσφαιρα - η τελευταία εκ των οποίων εκτείνεται αρκετά μακριά στο διάστημα.

Η Θερμόσφαιρα, το δεύτερο υψηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, εκτείνεται από υψόμετρο περίπου 80 km (50 mi) μέχρι τη θερμοπαύση, η οποία βρίσκεται σε υψόμετρο 500-1000 km (310-620 mi). Το κάτω μέρος της θερμόσφαιρας, - από 80 έως 550 χιλιόμετρα (50 έως 342 μίλια) - περιέχει την ιονόσφαιρα, η οποία ονομάζεται έτσι επειδή εδώ στην ατμόσφαιρα τα σωματίδια ιονίζονται από την ηλιακή ακτινοβολία.

Ως εκ τούτου, εκεί είναι γνωστό ότι συμβαίνουν τα φαινόμενα γνωστά ως Aurora Borealis και Aurara Australis. Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός βρίσκεται επίσης σε τροχιά σε αυτό το στρώμα, μεταξύ 320 και 380 km (200 και 240 mi), και πρέπει να ενισχύεται συνεχώς επειδή εξακολουθεί να υφίσταται τριβή με την ατμόσφαιρα.

Το εξώτατο στρώμα, γνωστό ως εξώσφαιρα, εκτείνεται σε υψόμετρο 10.000 km (6214 mi) πάνω από τον πλανήτη. Αυτό το στρώμα αποτελείται κυρίως από εξαιρετικά χαμηλές πυκνότητες υδρογόνου, ηλίου και πολλών βαρύτερων μορίων (άζωτο, οξυγόνο, CO2). Τα άτομα και τα μόρια είναι τόσο μακριά που η εξώσφαιρα δεν συμπεριφέρεται πλέον σαν αέριο και τα σωματίδια διαρρέουν συνεχώς στο διάστημα.

Εδώ η ατμόσφαιρα της Γης συγχωνεύεται πραγματικά με το κενό του διαστήματος, όπου δεν υπάρχει ατμόσφαιρα. Ως εκ τούτου, γιατί η πλειονότητα των δορυφόρων της Γης περιστρέφεται σε αυτήν την περιοχή. Μερικές φορές, το Aurora Borealis και το Aurora Australis εμφανίζονται στο κάτω μέρος της εξώσφαιρας, όπου επικαλύπτονται στη θερμόσφαιρα. Αλλά πέρα από αυτό, δεν υπάρχουν μετεωρολογικά φαινόμενα σε αυτήν την περιοχή.

Διαπλανητικό εναντίον διαστρικού:

Μια άλλη σημαντική διάκριση κατά τη συζήτηση του διαστήματος είναι η διαφορά μεταξύ αυτού που βρίσκεται μεταξύ των πλανητών (διαπλανητικός χώρος) και εκείνης που βρίσκεται μεταξύ των συστημάτων αστεριών (διαστρικός χώρος) στον γαλαξία μας. Αλλά φυσικά, αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου όταν πρόκειται για το διάστημα.

Αν κάποιος ρίχνει το δίχτυ ευρύτερα, υπάρχει επίσης ο χώρος που βρίσκεται ανάμεσα στους γαλαξίες στο Σύμπαν (διαγαλαξιακός χώρος). Σε όλες τις περιπτώσεις, ο ορισμός αφορά περιοχές όπου η συγκέντρωση της ύλης είναι σημαντικά χαμηλότερη από ότι σε άλλα μέρη - δηλαδή μια περιοχή που καταλαμβάνεται κεντρικά από έναν πλανήτη, ένα αστέρι ή έναν γαλαξία.

Επιπλέον, και στους τρεις ορισμούς, οι σχετικές μετρήσεις είναι πέρα από οτιδήποτε συνηθίζουμε να αντιμετωπίζουμε εμείς οι άνθρωποι σε τακτική βάση. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι ο χώρος εκτείνεται απεριόριστα προς όλες τις κατευθύνσεις, ενώ άλλοι πιστεύουν ότι ο χώρος είναι πεπερασμένος, αλλά είναι χωρίς περιορισμούς και συνεχής (δηλαδή δεν έχει αρχή και τέλος).

Με άλλα λόγια, υπάρχει ένας λόγος που το αποκαλούν χώρο - υπάρχει τόσο πολύ!

Εξερεύνηση:

Η εξερεύνηση του διαστήματος (δηλαδή, αυτό που βρίσκεται ακριβώς πέρα από την ατμόσφαιρα της Γης) ξεκίνησε σοβαρά με αυτό που είναι γνωστό ως «Εποχή του Διαστήματος». Αυτή η νέα εποχή εξερεύνησης ξεκίνησε με τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Σοβιετική Ένωση να θέτουν τα βλέμματά τους στην τοποθέτηση δορυφόροι και πληρώματα σε τροχιά.

Το πρώτο μεγάλο γεγονός της Διαστημικής Εποχής πραγματοποιήθηκε στις 4 Οκτωβρίου 1957, με την έναρξη του Σπούτνικ 1 από τη Σοβιετική Ένωση - ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος που εκτοξεύεται σε τροχιά. Σε απάντηση, ο τότε πρόεδρος Dwight D. Eisenhower υπέγραψε τον Εθνικό Νόμο Αεροναυτικής και Διαστήματος στις 29 Ιουλίου 1958, ιδρύοντας επίσημα τη NASA.

Αμέσως, η NASA και το σοβιετικό διαστημικό πρόγραμμα άρχισαν να λαμβάνουν τα απαραίτητα μέτρα για τη δημιουργία επανδρωμένων διαστημοπλοίων. Μέχρι το 1959, αυτός ο διαγωνισμός είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία του προγράμματος Σοβιετικού Vostok και του Project Mercury της NASA. Στην περίπτωση του Vostok, αυτό συνίστατο στην ανάπτυξη μιας διαστημικής κάψουλας που θα μπορούσε να εκτοξευτεί πάνω σε έναν αναλώσιμο πύραυλο.

Μαζί με πολυάριθμα μη επανδρωμένα τεστ, και μερικά που χρησιμοποιούν σκυλιά, έξι σοβιετικοί πιλότοι επιλέχθηκαν έως το 1960 για να είναι οι πρώτοι άντρες που πήγαν στο διάστημα. Στις 12 Απριλίου 1961, ο Σοβιετικός κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν ξεκίνησε στο Βοστόκ 1 διαστημικό σκάφος από το κοσμοδρόμιο Baikonur, και έτσι έγινε ο πρώτος άνθρωπος που πήγε στο διάστημα (νικώντας τον Αμερικανό Alan Shepard μόλις λίγες εβδομάδες).

Στις 16 Ιουνίου 1963, η Βαλεντίνα Τερέσκοβα στάλθηκε σε τροχιά Βοστόκ 6 σκάφη (που ήταν η τελευταία αποστολή Vostok), και έτσι έγινε η πρώτη γυναίκα που πήγε στο διάστημα. Εν τω μεταξύ, η NASA ανέλαβε το Project Mercury από την Πολεμική Αεροπορία των Η.Π.Α. και άρχισε να αναπτύσσει το δικό του πλήρωμα αποστολής.

Σχεδιασμένο για να στέλνει έναν άνθρωπο στο διάστημα χρησιμοποιώντας υπάρχοντες πυραύλους, το πρόγραμμα υιοθέτησε γρήγορα την ιδέα της εκτόξευσης βαλλιστικών καψουλών σε τροχιά. Οι πρώτοι επτά αστροναύτες, με το παρατσούκλι «Mercury Seven», επιλέχθηκαν από τα πειραματικά προγράμματα του Ναυτικού, της Πολεμικής Αεροπορίας και της Ναυτικής.

Στις 5 Μαΐου 1961, ο αστροναύτης Άλαν Σέπαρντ έγινε ο πρώτος Αμερικανός στο διάστημα Ελευθερία 7 αποστολή. Στη συνέχεια, στις 20 Φεβρουαρίου 1962, ο αστροναύτης John Glenn έγινε ο πρώτος Αμερικανός που κυκλοφόρησε σε τροχιά από ένα όχημα εκτόξευσης Atlas ως μέρος Φιλία 7. Ο Γκλεν ολοκλήρωσε τρεις τροχιές του πλανήτη Γη και πραγματοποιήθηκαν τρεις ακόμη τροχιακές πτήσεις, με αποκορύφωμα την πτήση των 22 τροχιών του Λ. Γκόρντον Κούπερ πάνω Πίστη 7, που πέταξε στις 15 και 16 Μαΐου 1963.

Τις επόμενες δεκαετίες, τόσο η NASA όσο και τα Σοβιετικά άρχισαν να αναπτύσσουν πιο πολύπλοκα διαστημόπλοια πλήρους εμβέλειας. Μόλις η «Κούρσα στη Σελήνη» τελείωσε με την επιτυχή προσγείωση του Απόλλωνα 11 (ακολουθούμενη από αρκετές ακόμη αποστολές του Απόλλωνα), το επίκεντρο άρχισε να μετατοπίζεται στη δημιουργία μόνιμης παρουσίας στο διάστημα.

Για τους Ρώσους, αυτό οδήγησε στη συνεχιζόμενη ανάπτυξη της τεχνολογίας του διαστημικού σταθμού στο πλαίσιο του προγράμματος Salyut. Μεταξύ 1972 και 1991, προσπάθησαν να τροχιάσουν επτά ξεχωριστούς σταθμούς. Ωστόσο, οι τεχνικές αστοχίες και μια αποτυχία στο δεύτερο στάδιο ενίσχυσης ενός πυραύλου προκάλεσαν τις τρεις πρώτες προσπάθειες μετά Salyut 1 να αποτύχει ή να οδηγήσει σε τροχιά των τροχιών του σταθμού μετά από ένα μικρό χρονικό διάστημα.

Ωστόσο, μέχρι το 1974, οι Ρώσοι κατάφεραν να αναπτυχθούν με επιτυχία Salyut 4, ακολουθούμενο από τρεις ακόμη σταθμούς που θα παρέμεναν σε τροχιά για περιόδους μεταξύ ενός και εννέα ετών. Ενώ όλοι οι Salyuts παρουσιάστηκαν στο κοινό ως μη στρατιωτικά επιστημονικά εργαστήρια, μερικά από αυτά ήταν στην πραγματικότητα καλύψεις για το στρατιωτικό Almaz σταθμοί αναγνώρισης.

Η NASA συνέχισε επίσης την ανάπτυξη της τεχνολογίας του διαστημικού σταθμού, η οποία κορυφώθηκε τον Μάιο του 1973 με την έναρξη του Skylab, ο οποίος θα παραμείνει ο πρώτος και μοναδικός ανεξάρτητος διαστημικός σταθμός της Αμερικής. Κατά την ανάπτυξη, Skylab υπέστη σοβαρές ζημιές, χάνοντας τη θερμική προστασία και ένα από τα ηλιακά του πάνελ.

Αυτό απαιτούσε το πρώτο πλήρωμα να συναντηθεί με το σταθμό και να πραγματοποιήσει επισκευές. Ακολούθησαν δύο ακόμη πληρώματα και ο σταθμός καταλήφθηκε για 171 ημέρες συνολικά κατά τη διάρκεια της ιστορίας του. Αυτό τελείωσε το 1979 με την πτώση του σταθμού πάνω από τον Ινδικό Ωκεανό και τμήματα της νότιας Αυστραλίας.

Μέχρι το 1986, οι Σοβιετικοί πήραν και πάλι το προβάδισμα στη δημιουργία διαστημικών σταθμών με την ανάπτυξη του Μιρ. Εξουσιοδοτήθηκε τον Φεβρουάριο του 1976 με κυβερνητικό διάταγμα, ο σταθμός προοριζόταν αρχικά να είναι ένα βελτιωμένο μοντέλο των διαστημικών σταθμών του Σαλιούτ. Με την πάροδο του χρόνου, εξελίχθηκε σε έναν σταθμό που αποτελείται από πολλαπλές ενότητες και πολλά λιμάνια για το πλήρωμα διαστημόπλοιο Soyuz και Πρόοδος διαστημόπλοια φορτίου.

Η βασική ενότητα ξεκίνησε σε τροχιά στις 19 Φεβρουαρίου 1986. και μεταξύ 1987 και 1996, όλες οι άλλες ενότητες θα αναπτυχθούν και θα επισυναφθούν. Κατά τη διάρκεια των 15 χρόνων υπηρεσίας του, ο Mir επισκέφθηκε συνολικά 28 πλήρωμα μεγάλης διάρκειας. Μέσω μιας σειράς προγραμμάτων συνεργασίας με άλλα έθνη, ο σταθμός θα επισκέφθηκε επίσης πληρώματα από άλλες χώρες του Ανατολικού Μπλοκ, την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) και τη NASA.

Μετά από μια σειρά τεχνικών και δομικών προβλημάτων που αντιμετωπίστηκαν με τον σταθμό, η ρωσική κυβέρνηση ανακοίνωσε το 2000 ότι θα παροπλιστεί ο διαστημικός σταθμός. Αυτό ξεκίνησε στις 24 Ιανουαρίου 2001, όταν ένας Ρώσος Πρόοδος φορτηγό πλοίο ελλιμενίστηκε με το σταθμό και το έσπρωξε έξω από την τροχιά. Ο σταθμός έπειτα μπήκε στην ατμόσφαιρα και έπεσε στον Νότιο Ειρηνικό.

Μέχρι το 1993, η NASA άρχισε να συνεργάζεται με τους Ρώσους, την ESA και την Ιαπωνική Υπηρεσία Εξερεύνησης της Αεροδιαστημικής (JAXA) για τη δημιουργία του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS). Συνδυάζοντας τη NASA Ελευθερία διαστημικού σταθμού έργο με τη Σοβιετική / Ρωσική Mir-2 σταθμός, ο Ευρωπαίος Κολόμβος σταθμός και το εργαστήριο Ιαπωνικής Kibo, το έργο βασίστηκε επίσης στις αποστολές Ρωσίας-Αμερικής Shuttle-Mir (1995-1998).

Με την αποχώρηση από το Πρόγραμμα Διαστημικής Μεταφοράς το 2011, τα μέλη του πληρώματος παραδόθηκαν αποκλειστικά από το διαστημικό σκάφος Soyuz τα τελευταία χρόνια. Από το 2014, η συνεργασία μεταξύ της NASA και της Roscosmos έχει ανασταλεί για τις περισσότερες δραστηριότητες εκτός ISS λόγω των εντάσεων που προκαλούνται από την κατάσταση στην Ουκρανία.

Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η ικανότητα εγχώριων εκτόξευσης έχει αποκατασταθεί στις ΗΠΑ χάρη σε εταιρείες όπως η SpaceX, η United Launch Alliance και η Blue Origin που μπαίνουν για να καλύψουν το κενό με τον ιδιωτικό τους στόλο πυραύλων.

Το ISS απασχολείται συνεχώς τα τελευταία 15 χρόνια, έχοντας ξεπεράσει το προηγούμενο ρεκόρ που κατέχει ο Mir. και έχει επισκεφθεί αστροναύτες και κοσμοναύτες από 15 διαφορετικά έθνη. Το πρόγραμμα ISS αναμένεται να συνεχιστεί έως τουλάχιστον το 2020, αλλά μπορεί να παραταθεί έως το 2028 ή πιθανώς περισσότερο, ανάλογα με το περιβάλλον του προϋπολογισμού.

Όπως μπορείτε να δείτε ξεκάθαρα, πού τελειώνει η ατμόσφαιρά μας και ξεκινά ο χώρος είναι θέμα συζητήσεων. Αλλά χάρη στις δεκαετίες εξερεύνησης του διαστήματος και των εκτοξεύσεων, καταφέραμε να καταλήξουμε σε έναν ορισμό εργασίας. Όποιος κι αν είναι ο ακριβής ορισμός, αν μπορείτε να φτάσετε πάνω από 100 χιλιόμετρα, σίγουρα έχετε κερδίσει τα φτερά του αστροναύτη!

Έχουμε γράψει πολλά ενδιαφέροντα άρθρα για το διάστημα εδώ στο Space Magazine. Εδώ είναι γιατί το Space Black ;, Πόσο κρύο είναι το Space ;, Space Debris Εικονογραφημένο: Το πρόβλημα στις εικόνες, Τι είναι ο διαπλανητικός χώρος;, Τι είναι ο διαστημικός χώρος;, και τι είναι ο διαγαλαξιακός χώρος;

Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στη NASA αποκαλύπτει τα μυστήρια του διαστρικού διαστήματος και αυτή τη λίστα αποστολών Deep Space.

Το Astronomy Cast έχει επεισόδια στο θέμα, όπως το Space Stations Series, Episode 82: Space Junk, Episode 281: Explosions in Space, Episode 303: Equilibrium in Space και Episode 311: Sound in Space.

Πηγές: