HUR HöGT äR RYMDEN?

Send

Se upp på natthimlen, och vad ser du? Utrymme, glittrande och glänsande i all sin härlighet. Astronomiskt sett är utrymmet egentligen ganska nära, kvarstår bara på andra sidan av det tunna lagret vi kallar en atmosfär. Och om du tänker på det är jorden lite mer än en liten ö i ett hav av rymden. Så det är helt bokstavligen runt omkring oss.

Per definition definieras rymden som den punkt där jordens atmosfär slutar, och rymdvakuumet börjar. Men exakt hur långt borta är det? Hur högt måste du resa innan du faktiskt kan röra utrymme? Som du antagligen kan föreställa dig, med en sådan subjektiv definition, tenderar människor att vara oeniga om exakt var rymden börjar.

Definition:

Den första officiella definitionen av rymden kom från National Advisory Committee for Aeronautics (föregångaren till NASA), som beslutade om den punkt där atmosfärstrycket var mindre än ett pund per kvadratfot. Detta var höjden som flygplans kontrollytor inte längre kunde användas och motsvarade ungefär 81 kilometer över jordens yta.

Varje NASA-testpilot eller astronaut som korsar denna höjd tilldelas sina astronautvingar. Strax efter att denna definition hade godkänts beräknade flygingenjören Theodore von Kármán att atmosfären över en 100 km höjd skulle vara så tunn att ett flygplan skulle behöva resa med en orbital hastighet för att härleda någon hiss.

Denna höjd antogs senare som Karman Line av World Air Sports Federation (Fédération Aéronautique Internationale, FAI). Och 2012, när Felix Baumgartner bröt rekordet för det högsta fritt fallet, hoppade han från en höjd av 39 kilometer (24,23 mi), mindre än halvvägs till rymden (enligt NASA: s definition).

På samma sätt definieras rymden ofta som att börja i den lägsta höjden vid vilken satelliter kan hålla banor under en rimlig tid - vilket är ungefär 160 kilometer över ytan. Dessa olika definitioner är komplicerade när man tar hänsyn till definitionen av ordet ”atmosfär”.

Jordens atmosfär:

När vi pratar om jordens atmosfär tenderar vi att tänka på det område där lufttrycket fortfarande är tillräckligt högt för att orsaka luftmotstånd, eller där luften helt enkelt är tjock att andas. Men i sanning består jordens atmosfär av fem huvudlager - troposfären, stratosfären, mesosfären, termosfären och exosfären - den senare sträcker sig ganska långt ut i rymden.

Termosfären, det näst högsta lagret i atmosfären, sträcker sig från en höjd av cirka 80 km (50 mi) upp till termopausen, som ligger på en höjd av 500–1000 km (310–620 mi). Den nedre delen av termosfären, från 80 till 550 kilometer (50 till 342 mi), innehåller jonosfären, som så heter eftersom det är här i atmosfären att partiklar jonas av solstrålning.

Därför är det här de fenomen som kallas Aurora Borealis och Aurara Australis är kända för att äga rum. Den internationella rymdstationen kretsar också i detta lager, mellan 320 och 380 km (200 och 240 mi), och måste ständigt ökas eftersom friktion med atmosfären fortfarande förekommer.

Det yttersta lagret, känt som exosfären, sträcker sig ut till en höjd av 10 000 km (6214 mi) över planeten. Detta lager består huvudsakligen av extremt låga tätheter av väte, helium och flera tyngre molekyler (kväve, syre, CO²). Atomerna och molekylerna är så långt ifrån varandra att exosfären inte längre beter sig som en gas och partiklarna flyr konstant ut i rymden.

Det är här jordens atmosfär verkligen smälter samman med det tomma rummet, där det inte finns någon atmosfär. Därför varför majoriteten av jordens satelliter går i denna region. Ibland förekommer Aurora Borealis och Aurora Australis i den nedre delen av exosfären, där de överlappar varandra i termosfären. Men utöver det finns det inga meteorologiska fenomen i denna region.

Interplanetary vs. Interstellar:

En annan viktig åtskillnad när man diskuterar rymden är skillnaden mellan det som ligger mellan planeter (interplanetära rymden) och det som ligger mellan stjärnsystem (interstellärt rymd) i vår galax. Men naturligtvis är det bara toppen av isberget när det gäller rymden.

Om man skulle kasta nätet bredare, finns det också utrymmet som ligger mellan galaxer i universum (intergalaktiskt rymd). I alla fall involverar definitionen regioner där koncentrationen av materia är betydligt lägre än på andra platser - dvs ett område som ockuperas centralt av en planet, stjärna eller galax.

Dessutom, i alla tre definitionerna, är de berörda mätningarna utöver allt som vi människor är vana att hantera med jämna mellanrum. Vissa forskare tror att rymden sträcker sig oändligt i alla riktningar, medan andra tror att rymden är begränsad, men är obegränsad och kontinuerlig (dvs. har ingen början och slut).

Med andra ord, det finns en anledning till att de kallar det utrymme - det finns bara så mycket av det!

Utforskning:

Utforskningen av rymden (det vill säga det som ligger omedelbart utanför jordens atmosfär) började på allvar med det som kallas ”rymdåldern”. Denna nyfundna utforskningsålder började med att Förenta staterna och Sovjetunionen satte sina synpunkter på att placera satelliter och bemannade moduler i omloppsbana.

Den första stora händelsen i rymdåldern ägde rum den 4 oktober 1957, med lanseringen av Sputnik 1 av Sovjetunionen - den första konstgjorda satelliten som lanserades i omloppsbana. Som svar undertecknade dåvarande president Dwight D. Eisenhower National Aeronautics and Space Act den 29 juli 1958, som officiellt inrättade NASA.

Omedelbart började NASA och det sovjetiska rymdprogrammet vidta nödvändiga steg för att skapa bemannade rymdskepp. År 1959 resulterade denna tävling i skapandet av det sovjetiska Vostok-programmet och NASA: s Project Mercury. När det gäller Vostok bestod detta av att utveckla en rymdkapsel som kunde sjösättas ombord på en användbar bärarrakett.

Tillsammans med många obemannade tester, och några få med hundar, valdes sex sovjetiska piloter fram till 1960 för att vara de första män som gick ut i rymden. Den 12 april 1961 lanserades den sovjetiska kosmonauten Yuri Gagarin ombord Vostok 1 rymdskepp från Baikonur Cosmodrome, och därmed blev näven mannen att gå ut i rymden (slå amerikanska Alan Shepard med bara några veckor).

Den 16 juni 1963 skickades Valentina Tereshkova in i bana ombord Vostok 6 hantverk (som var det sista Vostok-uppdraget) och blev därmed den första kvinnan som gick ut i rymden. Samtidigt tog NASA över Project Mercury från det amerikanska flygvapnet och började utveckla sitt eget bemanningsuppdragskoncept.

Utformat för att skicka en man ut i rymden med befintliga raketer, antog programmet snabbt konceptet att lansera ballistiska kapslar i omloppsbana. De första sju astronauterna, smeknamnet ”Mercury Seven”, valdes ut från testprogrammen Navy, Air Force och Marine.

Den 5 maj 1961 blev astronauten Alan Shepard den första amerikanen i rymden ombord på Frihet 7 uppdrag. Därefter, den 20 februari 1962, blev astronauten John Glenn den första amerikanen som släpptes in i bana av ett Atlas-lanseringsfordon som en del av Vänskap 7. Glenn slutförde tre banor av planeten Jorden, och ytterligare tre orbitalflyg gjordes, som kulminerade med L. Gordon Cooper's 22-bana flygning ombord Tro 7, som flög den 15 och 16 maj 1963.

Under de följande decennierna började både NASA och sovjeter utveckla mer komplexa, långväga besättnings rymdskepp. När "Race to the Moon" slutade med den framgångsrika landningen av Apollo 11 (följt av flera fler Apollo-uppdrag), började fokuset att flytta till att skapa en permanent närvaro i rymden.

För ryssarna ledde detta till en fortsatt utveckling av rymdstationerstekniken som en del av Salyut-programmet. Mellan 1972 och 1991 försökte de gå i sju separata stationer. Emellertid orsakade tekniska fel och ett misslyckande i en rakets andra stegförstärkare de tre första försöken efter Salyut 1 att misslyckas eller resultera i att stationens banor förfaller efter en kort period.

År 1974 lyckades dock ryssarna med framgång Salyut 4följt av ytterligare tre stationer som skulle förbli i omloppsbana under perioder mellan ett och nio år. Medan alla Salyuts presenterades för allmänheten som icke-militära vetenskapliga laboratorier, var några av dem faktiskt täcker för militären Almaz rekognoseringsstationer.

NASA fortsatte också utvecklingen av rymdstationersteknologi, som kulminerade i maj 1973 med lanseringen av Skylab, som skulle förbli USA: s första och enda oberoende byggda rymdstation. Under installationen Skylab fick allvarliga skador, förlorade sitt termiska skydd och en av dess solpaneler.

Detta krävde att den första besättningen skulle delta i stationen och utföra reparationer. Ytterligare två besättningar följde, och stationen var ockuperad i totalt 171 dagar under sin tjänsthistoria. Detta avslutades 1979 med nedläggningen av stationen över Indiska oceanen och delar av södra Australien.

År 1986 tog sovjeterna ännu en gång ledningen i skapandet av rymdstationer med utplaceringen av Mir. Stationen godkändes i februari 1976 genom ett regeringsdekret och var ursprungligen tänkt att vara en förbättrad modell av rymdstationerna i Salyut. Med tiden utvecklades det till en station bestående av flera moduler och flera hamnar för bemannade Soyuz-rymdskepp och Framsteg last rymdskepp.

Kärnmodulen lanserades i bana den 19 februari 1986; och mellan 1987 och 1996 skulle alla andra moduler distribueras och bifogas. Under sina 15-åriga tjänst besöktes Mir av totalt 28 långvariga besättningar. Genom en serie samarbetsprogram med andra nationer skulle stationen också besöka besättningar från andra östblockstater, Europeiska rymdorganisationen (ESA) och NASA.

Efter en serie tekniska och strukturella problem som tog upp stationen tillkännagav den ryska regeringen 2000 att den skulle avveckla rymdstationen. Detta började den 24 januari 2001, då en ryss Framsteg lastfartyg anlände till stationen och drev det ut ur bana. Stationen gick sedan in i atmosfären och kraschade i södra Stilla havet.

År 1993 började NASA samarbeta med ryssarna, ESA och Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) för att skapa den internationella rymdstationen (ISS). Kombinera NASA: s Rymdstation Frihet projekt med sovjet / ryska Mir-2 station, den europeiska Columbus station och den japanska laboratoriemodulen Kibo, byggde projektet också på de ryska-amerikanska Shuttle-Mir-uppdragen (1995-1998).

Med rymdfärjeprogrammets avgång 2011 har besättningsmedlemmar uteslutande levererats av Soyuz-rymdskepp under de senaste åren. Sedan 2014 har samarbetet mellan NASA och Roscosmos avbrutits för de flesta aktiviteter som inte är ISS på grund av spänningar orsakade av situationen i Ukraina.

Under de senaste åren har inhemska lanseringsförmågor emellertid återställts till USA tack vare företag som SpaceX, United Launch Alliance och Blue Origin som gick in för att fylla tomrummet med sin privata raketflotta.

ISS har varit ockuperat kontinuerligt under de senaste 15 åren efter att ha överskridit det tidigare rekordet som innehas av Mir; och har besökts av astronauter och kosmonauter från 15 olika nationer. ISS-programmet förväntas fortsätta till minst 2020, men kan förlängas till 2028 eller eventuellt längre, beroende på budgetmiljön.

Som ni tydligt kan se, var vår atmosfär slutar och rymden börjar är föremål för en viss debatt. Men tack vare decennier av rymdutforskning och lanseringar har vi lyckats ta fram en fungerande definition. Men vad den exakta definitionen är, om du kan komma över 100 kilometer, har du definitivt förtjänat dina astronautvingar!

Vi har skrivit många intressanta artiklar om rymden här på Space Magazine. Här är varför är rymden svart?, Hur kallt är rymden ?, Rymdavfall illustreras: Problemet i bilder, vad är det interplanetära rymden ?, Vad är det mellersta rummet ?, och vad är intergalaktiskt rymd?

För mer information, kolla in NASA Reveals Mysteries of Interstellar Space och denna lista med Deep Space Missions.

Astronomy Cast har avsnitt om ämnet, som Space Stations Series, avsnitt 82: Space Junk, avsnitt 281: Explosions in Space, Episode 303: Equilibrium in Space och Episode 311: Sound in Space.

källor: