stringtranslate.com

Космическое пространство

Будучи по сути пустым, внешнее пространство позволяет без помех наблюдать самые ранние (более красные) галактики, как на первом снимке глубокого поля телескопа Уэбба .

Космическое пространство (или просто космос ) — это пространство, которое существует за пределами атмосферы Земли и между небесными телами . [1] Оно содержит сверхнизкие уровни плотности частиц , образуя почти идеальный вакуум [2] преимущественно водородной и гелиевой плазмы , пронизанной электромагнитным излучением , космическими лучами , нейтрино , магнитными полями и пылью . Базовая температура космического пространства, установленная фоновым излучением от Большого взрыва , составляет 2,7 кельвина (−270 °C; −455 °F). [3]

Плазма между галактиками, как полагают, составляет около половины барионной (обычной) материи во Вселенной, имея плотность менее одного атома водорода на кубический метр и кинетическую температуру в миллионы кельвинов . [4] Локальные концентрации материи сконденсировались в звезды и галактики . Межгалактическое пространство занимает большую часть объема Вселенной , но даже галактики и звездные системы состоят почти полностью из пустого пространства. Большая часть оставшейся массы-энергии в наблюдаемой Вселенной состоит из неизвестной формы, называемой темной материей и темной энергией . [5] [6] [7] [8]

Космическое пространство не начинается на определенной высоте над поверхностью Земли. Линия Кармана , высота 100 км (62 мили) над уровнем моря , [9] [10] традиционно используется в качестве начала космического пространства в космических договорах и для ведения аэрокосмических записей. Определенные части верхней стратосферы и мезосферы иногда называют «ближним космосом». Рамки международного космического права были установлены Договором о космосе , который вступил в силу 10 октября 1967 года. Этот договор исключает любые претензии на национальный суверенитет и позволяет всем государствам свободно исследовать космическое пространство . Несмотря на разработку резолюций ООН о мирном использовании космического пространства, на околоземной орбите были испытаны противоспутниковые вооружения .

Концепция о том, что пространство между Землей и Луной должно быть вакуумом, была впервые предложена в 17 веке после того, как ученые обнаружили, что давление воздуха уменьшается с высотой. Огромные масштабы космического пространства были осознаны в 20 веке, когда впервые было измерено расстояние до галактики Андромеды . Люди начали физическое исследование космоса позже в том же веке с появлением полетов на высотных воздушных шарах . За этим последовали полеты на ракетах с экипажем , а затем и на околоземную орбиту с экипажем, впервые достигнутую Юрием Гагариным из Советского Союза в 1961 году. Экономическая стоимость вывода объектов, включая людей, в космос очень высока, что ограничивает человеческие космические полеты низкой околоземной орбитой и Луной . С другой стороны, беспилотные космические аппараты достигли всех известных планет Солнечной системы . Космос представляет собой сложную среду для исследования человеком из-за опасностей вакуума и радиации . Микрогравитация оказывает негативное влияние на физиологию человека , вызывая как атрофию мышц , так и потерю костной массы .

Терминология

Использование краткого варианта слова « космос » в значении «область за пределами земного неба» предшествовало использованию полного термина «внешнее пространство», причем самое раннее зафиксированное использование этого значения содержится в эпической поэме Джона Мильтона под названием «Потерянный рай » , опубликованной в 1667 году. [11] [12]

Термин «внешнее пространство» появился в стихотворении английской поэтессы леди Эммелин Стюарт-Уортли «Московская дева» 1842 года [13] , но в астрономии термин « внешнее пространство » впервые нашел свое применение в 1845 году у Александра фон Гумбольдта . [14] Термин в конечном итоге был популяризирован благодаря трудам Герберта Уэллса после 1901 года . [15] Теодор фон Карман использовал термин « свободное пространство » для обозначения пространства высот над Землей, где космические корабли достигают условий, достаточно свободных от атмосферного сопротивления, отличая его от воздушного пространства , определяя законное пространство над территориями, свободными от суверенной юрисдикции стран. [16]

«Космический» означает находящийся в открытом космосе, особенно если он находится на борту космического корабля; [17] [18] аналогично, «космический» означает находящийся в открытом космосе или на планете или луне. [19]

Формирование и состояние

Представление художника о расширяющейся Вселенной, открывающейся слева от зрителя, лицом к нему в позе в три четверти.
Временная шкала расширения Вселенной , где видимое пространство представлено круговыми секциями. Слева, резкое расширение происходит в инфляционную эпоху , а в центре расширение ускоряется . Ни время, ни размер не масштабируются.

Размер всей Вселенной неизвестен, и она может быть бесконечной по протяженности. [20] Согласно теории Большого взрыва, очень ранняя Вселенная была чрезвычайно горячей и плотной около 13,8 миллиардов лет назад [21] , которая быстро расширялась . Примерно 380 000 лет спустя Вселенная остыла достаточно, чтобы позволить протонам и электронам объединиться и образовать водород — так называемая эпоха рекомбинации . Когда это произошло, материя и энергия стали разделенными, что позволило фотонам свободно путешествовать через постоянно расширяющееся пространство. [22] Материя, которая осталась после первоначального расширения, с тех пор претерпела гравитационный коллапс, создав звезды, галактики и другие астрономические объекты, оставив после себя глубокий вакуум , который образует то, что сейчас называется внешним космосом. [23] Поскольку свет имеет конечную скорость, эта теория ограничивает размер непосредственно наблюдаемой Вселенной. [22]

Современная форма Вселенной была определена из измерений космического микроволнового фона с использованием спутников, таких как зонд Wilkinson Microwave Anisotropy . Эти наблюдения показывают, что пространственная геометрия наблюдаемой Вселенной является « плоской », что означает, что фотоны на параллельных траекториях в одной точке остаются параллельными, поскольку они путешествуют через пространство до предела наблюдаемой Вселенной, за исключением локальной гравитации. [24] Плоская Вселенная, в сочетании с измеренной плотностью массы Вселенной и ускоряющимся расширением Вселенной , указывает, что пространство имеет ненулевую энергию вакуума , которая называется темной энергией . [25]

Оценки показывают, что средняя плотность энергии современной Вселенной эквивалентна 5,9 протонам на кубический метр, включая темную энергию, темную материю и барионную материю (обычную материю, состоящую из атомов). Атомы составляют всего 4,6% от общей плотности энергии, или плотность одного протона на четыре кубических метра. [26] Плотность Вселенной явно неравномерна; она варьируется от относительно высокой плотности в галактиках, включая очень высокую плотность в структурах внутри галактик, таких как планеты, звезды и черные дыры , до условий в огромных пустотах , которые имеют гораздо более низкую плотность, по крайней мере, с точки зрения видимой материи. [27] В отличие от материи и темной материи, темная энергия, по-видимому, не сосредоточена в галактиках: хотя темная энергия может составлять большую часть массы-энергии во Вселенной, влияние темной энергии на 5 порядков меньше, чем влияние гравитации от материи и темной материи в пределах Млечного Пути. [28]

Среда

Широкоугольный вид на космическое пространство, как оно видно с поверхности Земли ночью. Межпланетное пылевое облако видно как горизонтальная полоса зодиакального света , включая ложный рассвет [29] (края) и противосвет (в центре), который визуально пересекает Млечный Путь

Космическое пространство является наиболее близким из известных приближений к идеальному вакууму . В нем фактически отсутствует трение , что позволяет звездам, планетам и лунам свободно двигаться по своим идеальным орбитам , следуя начальной стадии формирования . Глубокий вакуум межгалактического пространства не лишен материи , поскольку содержит несколько атомов водорода на кубический метр. [30] Для сравнения, воздух, которым дышат люди, содержит около 10 25 молекул на кубический метр. [31] [32] Низкая плотность материи в космическом пространстве означает, что электромагнитное излучение может преодолевать большие расстояния, не рассеиваясь: средняя длина свободного пробега фотона в межгалактическом пространстве составляет около 10 23  км, или 10 миллиардов световых лет. [33] Несмотря на это, вымирание , которое представляет собой поглощение и рассеивание фотонов пылью и газом, является важным фактором в галактической и межгалактической астрономии . [34]

Звезды, планеты и луны удерживают свои атмосферы гравитационным притяжением. Атмосферы не имеют четко очерченной верхней границы: плотность атмосферного газа постепенно уменьшается с расстоянием от объекта, пока не станет неотличимой от внешнего космоса. [35] Атмосферное давление Земли падает примерно до 0,032 Па на высоте 100 километров (62 мили) [36] по сравнению с 100 000 Па для определения стандартного давления Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) . Выше этой высоты изотропное газовое давление быстро становится незначительным по сравнению с давлением излучения Солнца и динамическим давлением солнечного ветра . Термосфера в этом диапазоне имеет большие градиенты давления, температуры и состава и сильно меняется из-за космической погоды . [37]

Температура внешнего пространства измеряется в терминах кинетической активности газа, [38] как и на Земле. Излучение внешнего пространства имеет температуру, отличную от кинетической температуры газа, что означает, что газ и излучение не находятся в термодинамическом равновесии . [39] [40] Вся наблюдаемая вселенная заполнена фотонами, которые были созданы во время Большого взрыва, которое известно как космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). (Вполне вероятно, что существует соответствующее большое количество нейтрино , называемое космическим нейтринным фоном . [41] ) Текущая температура черного тела фонового излучения составляет около 2,7 К (−455 °F). [42] Температуры газа в открытом космосе могут сильно различаться. Например, температура в туманности Бумеранг составляет 1 К (−458 °F) [43] , тогда как солнечная корона достигает температур более 1 200 000–2 600 000 К (2 200 000–4 700 000 °F) [44] .

Магнитные поля были обнаружены в пространстве вокруг почти каждого класса небесных объектов. Звездообразование в спиральных галактиках может генерировать мелкомасштабные динамо , создавая турбулентные магнитные поля напряженностью около 5–10 мкГс . Эффект Дэвиса-Гринштейна заставляет вытянутые пылинки выстраиваться в соответствии с магнитным полем галактики, что приводит к слабой оптической поляризации . Это было использовано для демонстрации упорядоченных магнитных полей, которые существуют в нескольких соседних галактиках. Магнитогидродинамические процессы в активных эллиптических галактиках производят их характерные струи и радиолепестки . Нетепловые радиоисточники были обнаружены даже среди самых далеких источников с высоким z , что указывает на наличие магнитных полей. [45]

За пределами защитной атмосферы и магнитного поля существует мало препятствий для прохождения через пространство энергичных субатомных частиц, известных как космические лучи. Эти частицы имеют энергию в диапазоне от примерно 10 6  эВ до экстремальных 10 20  эВ сверхвысокоэнергетических космических лучей . [46] Пик потока космических лучей происходит при энергиях около 10 9  эВ, с приблизительно 87% протонов, 12% ядер гелия и 1% более тяжелых ядер. В диапазоне высоких энергий поток электронов составляет всего около 1% от потока протонов. [47] Космические лучи могут повредить электронные компоненты и представлять угрозу здоровью космических путешественников. [48]

Запахи, возникающие при возвращении с низкой околоземной орбиты внекорабельной деятельности , имеют запах гари/металла, похожий на запах дыма от дуговой сварки , образующийся из-за кислорода на низкой околоземной орбите вокруг МКС, который прилипает к костюмам и оборудованию. [49] [50] [51] Другие регионы космоса могут иметь совсем другие запахи, например, запах различных спиртов в молекулярных облаках . [52]

Доступ человека

Влияние на биологию и организм человека

Нижняя половина показывает голубую планету с пятнистыми белыми облаками. Верхняя половина показывает человека в белом скафандре и маневрирующий блок на черном фоне.
Из-за опасностей, связанных с вакуумом, астронавтам, находясь за пределами космического корабля, приходится носить герметичный скафандр .

Несмотря на суровые условия, было обнаружено несколько форм жизни, которые могут выдерживать экстремальные космические условия в течение длительного времени. Виды лишайников, перевозимых на объекте ESA BIOPAN, пережили воздействие в течение десяти дней в 2007 году. [53] Семена Arabidopsis thaliana и Nicotiana tabacum проросли после воздействия космоса в течение 1,5 лет. [54] Штамм Bacillus subtilis выжил в течение 559 дней при воздействии на низкую околоземную орбиту или в имитируемой марсианской среде. [55] Гипотеза литопанспермии предполагает, что камни, выброшенные в открытый космос с планет, на которых есть жизнь, могут успешно переносить формы жизни в другой пригодный для жизни мир. Предполагается, что именно такой сценарий имел место в начале истории Солнечной системы, когда потенциально содержащие микроорганизмы камни обменивались между Венерой, Землей и Марсом. [56]

Вакуум

Отсутствие давления в космосе является наиболее опасной характеристикой космоса для человека. Давление падает над Землей, достигая уровня на высоте около 19,14 км (11,89 миль), который соответствует давлению паров воды при температуре человеческого тела . Этот уровень давления называется линией Армстронга , названной в честь американского врача Гарри Г. Армстронга . [57] На линии Армстронга или выше жидкости в горле и легких выкипают. Более конкретно, выкипают открытые телесные жидкости, такие как слюна, слезы и жидкости в легких. Следовательно, на этой высоте для выживания человека требуется скафандр или герметичная капсула. [58]

В космосе внезапное воздействие на незащищенного человека очень низкого давления , например, во время быстрой декомпрессии, может вызвать легочную баротравму — разрыв легких из-за большой разницы давления внутри и снаружи грудной клетки. [59] Даже если дыхательные пути субъекта полностью открыты, поток воздуха через трахею может быть слишком медленным, чтобы предотвратить разрыв. [60] Быстрая декомпрессия может привести к разрыву барабанных перепонок и придаточных пазух носа, могут возникнуть синяки и просачивание крови в мягкие ткани, а шок может вызвать увеличение потребления кислорода, что приводит к гипоксии . [61]

В результате быстрой декомпрессии кислород , растворенный в крови, попадает в легкие, чтобы попытаться выровнять градиент парциального давления . Как только дезоксигенированная кровь достигает мозга, люди теряют сознание через несколько секунд и умирают от гипоксии в течение нескольких минут. [62] Кровь и другие жидкости организма закипают, когда давление падает ниже 6,3 килопаскалей (1 фунт на квадратный дюйм), и это состояние называется эбуллизмом . [63] Пар может раздуть тело в два раза по сравнению с нормальным размером и замедлить кровообращение, но ткани достаточно эластичны и пористы, чтобы предотвратить разрыв. Эбуллизм замедляется за счет сдерживания давления кровеносных сосудов, поэтому часть крови остается жидкой. [64] [65]

Отек и эбуллизм можно уменьшить, надев скафандр . Костюм Crew Altitude Protection Suit (CAPS), эластичная одежда, разработанная в 1960-х годах для астронавтов, предотвращает эбуллизм при давлении до 2 килопаскалей (0,3 фунта на квадратный дюйм). [66] Дополнительный кислород необходим на высоте 8 км (5 миль), чтобы обеспечить достаточное количество кислорода для дыхания и предотвратить потерю воды, в то время как на высоте более 20 км (12 миль) скафандры необходимы для предотвращения эбуллизма. [67] Большинство космических скафандров используют около 30–39 килопаскалей (4–6 фунтов на квадратный дюйм) чистого кислорода, что примерно равно парциальному давлению кислорода на поверхности Земли. Это давление достаточно высоко, чтобы предотвратить эбуллизм, но испарение азота, растворенного в крови, все еще может вызвать декомпрессионную болезнь и газовую эмболию , если его не контролировать. [68]

Невесомость и радиация

Люди эволюционировали для жизни в условиях земной гравитации , и было показано, что воздействие невесомости оказывает пагубное воздействие на здоровье человека. Первоначально более 50% астронавтов испытывают космическую болезнь . Это может вызвать тошноту и рвоту, головокружение , головные боли, летаргию и общее недомогание. Продолжительность космической болезни варьируется, но обычно она длится 1–3 дня, после чего организм приспосабливается к новой среде. Длительное воздействие невесомости приводит к атрофии мышц и ухудшению состояния скелета или остеопении космического полета . Эти эффекты можно свести к минимуму с помощью режима упражнений. [69] Другие эффекты включают перераспределение жидкости, замедление сердечно-сосудистой системы , снижение выработки эритроцитов , нарушения равновесия и ослабление иммунной системы . Менее выраженные симптомы включают потерю массы тела, заложенность носа, нарушение сна и отечность лица. [70]

Во время длительных космических путешествий радиация может представлять острую опасность для здоровья . Воздействие высокоэнергетических ионизирующих космических лучей может привести к усталости, тошноте, рвоте, а также повреждению иммунной системы и изменению количества лейкоцитов . При более длительном пребывании симптомы включают повышенный риск рака, а также повреждение глаз, нервной системы , легких и желудочно-кишечного тракта . [71] Во время миссии по круговому полету на Марс продолжительностью три года большая часть клеток в организме астронавта будет пройдена и потенциально повреждена высокоэнергетическими ядрами. [72] Энергия таких частиц значительно уменьшается за счет экранирования, обеспечиваемого стенками космического корабля, и может быть дополнительно уменьшена за счет контейнеров с водой и других барьеров. Воздействие космических лучей на экранирование создает дополнительную радиацию, которая может повлиять на экипаж. Необходимы дальнейшие исследования для оценки радиационной опасности и определения подходящих контрмер. [73]

Граница

Иллюстрация постепенного перехода атмосферы Земли в космическое пространство

Переход между атмосферой Земли и внешним космосом не имеет четко определенной физической границы, при этом давление воздуха неуклонно уменьшается с высотой, пока не смешается с солнечным ветром. Были предложены различные определения практической границы, варьирующиеся от 30 км (19 миль) до 1 600 000 км (990 000 миль). [16]

Высотные летательные аппараты , такие как высотные воздушные шары, достигали высоты над Землей до 50 км. [74] До 2021 года Соединенные Штаты определяли людей, которые путешествовали выше высоты 50 миль (80 км), как астронавтов. [75] Крылья астронавтов теперь присуждаются только членам экипажа космического корабля, которые «продемонстрировали действия во время полета, которые были необходимы для общественной безопасности или способствовали безопасности полета человека в космос». [76]

В 2009 году измерения направления и скорости ионов в атмосфере были сделаны с помощью зондирующей ракеты . Высота 118 км (73,3 мили) над Землей была средней точкой для заряженных частиц, переходящих от слабых ветров земной атмосферы к более экстремальным потокам внешнего космоса. Последние могут достигать скоростей, значительно превышающих 268 м/с (880 футов/с). [77] [78]

Космические корабли вышли на высокоэллиптическую орбиту с перигеем всего в 80–90 км (от 50 до 56 миль), выжив в течение нескольких орбит. [79] На высоте 120 км (75 миль) [79] спускаемые космические корабли, такие как космический челнок НАСА, начинают вход в атмосферу (называемый интерфейсом входа), когда сопротивление атмосферы становится заметным, тем самым начиная процесс переключения с управления с помощью двигателей на маневрирование с помощью аэродинамических поверхностей управления. [80]

Линия Кармана , установленная Fédération Aéronautique Internationale и используемая на международном уровне Организацией Объединенных Наций , [16] установлена ​​на высоте 100 км (62 мили) в качестве рабочего определения границы между аэронавтикой и астронавтикой. Эта линия названа в честь Теодора фон Кармана , который утверждал, что высота, на которой транспортное средство должно было бы двигаться быстрее орбитальной скорости , чтобы получить достаточную аэродинамическую подъемную силу из атмосферы для поддержания себя, [9] [10] которая, по его расчетам, находилась на высоте около 83,8 км (52,1 мили). [74] Это различает высоты ниже как область аэродинамики и воздушного пространства , и выше как пространство астронавтики и свободного космоса . [16]

Не существует международно признанного законного предела высоты в национальном воздушном пространстве, хотя линия Кармана является наиболее часто используемой для этой цели. Были высказаны возражения против установления этого предела слишком высоким, поскольку это может помешать космической деятельности из-за опасений по поводу нарушений воздушного пространства. [79] Было высказано мнение о том, что в международном праве не следует устанавливать определенную единственную высоту, вместо этого применяя различные пределы в зависимости от случая, в частности, на основе корабля и его назначения. Космические корабли пролетали над зарубежными странами на высоте всего 30 км (19 миль), как в примере со космическим челноком. [74]

Правовой статус

Обычное противоспутниковое оружие, такое как ракета SM-3, остается законным в соответствии с космическим правом, даже несмотря на то, что оно создает опасный космический мусор.

Договор о космосе обеспечивает базовую структуру международного космического права. Он охватывает законное использование космического пространства государствами-нациями и включает в свое определение космического пространства Луну и другие небесные тела. Договор гласит, что космическое пространство свободно для исследования всеми государствами-нациями и не является предметом притязаний на национальный суверенитет, называя космическое пространство «достоянием всего человечества». Этот статус общего наследия человечества использовался, хотя и не без сопротивления, для обеспечения права на доступ и совместное использование космического пространства для всех стран в равной степени, особенно стран, не осуществляющих космические полеты. [81] Он запрещает размещение ядерного оружия в космическом пространстве. Договор был принят Генеральной Ассамблеей Организации Объединенных Наций в 1963 году и подписан в 1967 году Союзом Советских Социалистических Республик (СССР), Соединенными Штатами Америки (США) и Соединенным Королевством (Великобритания). По состоянию на 2017 год 105 государств-участников либо ратифицировали, либо присоединились к договору. Еще 25 государств подписали договор, не ратифицировав его. [82] [83]

С 1958 года космическое пространство стало предметом множества резолюций Организации Объединенных Наций. Из них более 50 касались международного сотрудничества в мирном использовании космического пространства и предотвращения гонки вооружений в космосе. [84] Еще четыре договора по космическому праву были согласованы и разработаны Комитетом ООН по мирному использованию космического пространства . Тем не менее, не существует юридического запрета на размещение обычного оружия в космосе, а противоспутниковое оружие было успешно испытано США, СССР, Китаем, [85] и в 2019 году Индией. [86] Договор о Луне 1979 года передал юрисдикцию над всеми небесными телами (включая орбиты вокруг таких тел) международному сообществу. Договор не был ратифицирован ни одной страной, которая в настоящее время осуществляет пилотируемые космические полеты. [87]

В 1976 году восемь экваториальных государств (Эквадор, Колумбия, Бразилия, Республика Конго, Заир, Уганда, Кения и Индонезия) встретились в Боготе, Колумбия: в своей «Декларации первой встречи экваториальных стран», или Боготской декларации , они заявили о контроле над сегментом геосинхронной орбитальной траектории, соответствующим каждой стране. [88] Эти претензии не признаны на международном уровне. [89]

Все более серьезной проблемой международного космического права и регулирования становится опасность растущего количества космического мусора . [90]

околоземная орбита

Космический корабль выходит на орбиту, когда его центростремительное ускорение из-за силы тяжести меньше или равно центробежному ускорению из-за горизонтальной составляющей его скорости. Для низкой околоземной орбиты эта скорость составляет около 7800 м/с (28 100 км/ч; 17 400 миль/ч); [91] напротив, самая высокая скорость пилотируемого самолета, когда-либо достигнутая (исключая скорости, достигнутые при сходе с орбиты космических аппаратов), составляла 2200 м/с (7900 км/ч; 4900 миль/ч) в 1967 году на North American X-15 . [92]

Чтобы достичь орбиты, космический корабль должен двигаться быстрее, чем суборбитальный космический полет по дугообразной траектории . Энергия, необходимая для достижения орбитальной скорости Земли на высоте 600 км (370 миль), составляет около 36  МДж /кг, что в шесть раз больше энергии, необходимой для простого подъема на соответствующую высоту. [93] Скорость выхода за пределы гравитационного поля Земли, необходимая для полного освобождения от него и перемещения в межпланетное пространство, составляет около 11 200 м/с (40 300 км/ч; 25 100 миль/ч). [94]

Орбитальные космические аппараты с перигеем ниже примерно 2000 км (1200 миль) подвержены сопротивлению со стороны атмосферы Земли, [95] что уменьшает высоту орбиты. Скорость орбитального распада зависит от площади поперечного сечения и массы спутника, а также от изменений плотности воздуха в верхней атмосфере. На высотах выше 800 км (500 миль) орбитальное существование измеряется столетиями. [96] Ниже примерно 300 км (190 миль) распад становится более быстрым, а время существования измеряется днями. Как только спутник опускается до 180 км (110 миль), у него остается всего несколько часов, прежде чем он испарится в атмосфере. [97]

Регионы

Регионы около Земли

Космос вблизи Земли физически похож на оставшуюся часть межпланетного пространства, но является домом для множества спутников на орбите Земли и был предметом обширных исследований. Для целей идентификации этот объем разделен на перекрывающиеся области пространства. [98] [99] [100] [101]

Околоземное пространство — это область космоса, простирающаяся от низких околоземных орбит догеостационарных орбит.[98]Эта область включает в себя основные орбитыискусственных спутникови является местом большей части космической деятельности человечества. В этой области наблюдается высокий уровень космического мусора, иногда называемогокосмическим загрязнением, что угрожает любой космической деятельности в этой области.[98]Часть этого мусора периодически возвращается в атмосферу Земли.[102]Хотя это соответствует определению космического пространства, плотность атмосферы внутри низкоземного орбитального пространства, первые несколько сотен километров выше линии Кармана, все еще достаточна, чтобы оказывать значительноесопротивлениеспутникам.[97]

Компьютерная карта объектов, вращающихся вокруг Земли, по состоянию на 2005 год. Около 95% из них — это мусор, а не работающие искусственные спутники [103]

Геопространство — это область пространства, которая включает верхнюю атмосферу и магнитосферу Земли . [99] Радиационные пояса Ван Аллена лежат внутри геопространства. Внешняя граница геопространства — магнитопауза , которая образует интерфейс между магнитосферой Земли и солнечным ветром. Внутренняя граница — ионосфера . [ 104] [105]

Изменчивые космические погодные условия геокосмоса зависят от поведения Солнца и солнечного ветра; предмет геокосмоса взаимосвязан с гелиофизикой — изучением Солнца и его воздействия на планеты Солнечной системы. [106] Дневная магнитопауза сжимается давлением солнечного ветра — подсолнечное расстояние от центра Земли обычно составляет 10 земных радиусов. На ночной стороне солнечный ветер растягивает магнитосферу, образуя магнитный хвост , который иногда простирается более чем на 100–200 земных радиусов. [107] [108] Примерно четыре дня каждого месяца лунная поверхность защищена от солнечного ветра, когда Луна проходит через магнитный хвост. [109]

Геокосмос населен электрически заряженными частицами с очень низкой плотностью, движения которых контролируются магнитным полем Земли . Эти плазмы образуют среду, из которой штормоподобные возмущения, питаемые солнечным ветром, могут нагнетать электрические токи в верхнюю атмосферу Земли. Геомагнитные бури могут нарушать два региона геокосмоса: радиационные пояса и ионосферу. Эти бури увеличивают потоки энергичных электронов, которые могут навсегда повредить спутниковую электронику, мешая коротковолновой радиосвязи, местоположению и времени GPS . [110] Магнитные бури могут представлять опасность для астронавтов даже на низкой околоземной орбите. Они создают полярные сияния , которые видны на высоких широтах в овале, окружающем геомагнитные полюса . [111]

Земля и Луна, вид из окололунного пространства во время миссии Artemis 1 в 2022 году

xGeo space — это концепция, используемая в США для обозначения пространства высоких околоземных орбит , начиная от геосинхронной орбиты (GEO) на расстоянии приблизительно 35 786 км (22 236 миль), [100] до точки Лагранжа L2 Земля-Луна на расстоянии 448 900 км (278 934 миль). Это находится за орбитой Луны и, следовательно, включает в себя цислунарное пространство. [112] Транслунарное пространство — это область лунных переходных орбит между Луной и Землей. [113] Цислунарное пространство — это область за пределами Земли, которая включает лунные орбиты , орбитальное пространство Луны вокруг Земли и точки Лагранжа . [101]

Область, в которой гравитационный потенциал тела остается доминирующим по сравнению с гравитационными потенциалами других тел, является сферой влияния тела или гравитационным колодцем, в основном описываемым с помощью модели сферы Хилла . [114] В случае Земли это включает все пространство от Земли до расстояния примерно 1% от среднего расстояния от Земли до Солнца, [115] или 1,5 миллиона км (0,93 миллиона миль). За пределами сферы Хилла Земли простирается вдоль орбитальной траектории Земли ее орбитальное и коорбитальное пространство. Это пространство совместно заселено группами коорбитальных околоземных объектов (ОСО), такими как подковообразные либраторы и земные троянцы , причем некоторые ОСЗ иногда становятся временными спутниками и квазилунами Земли. [116]

Правительство США определяет дальний космос как все космическое пространство, которое находится дальше от Земли, чем типичная низкая околоземная орбита, таким образом, относя Луну к дальнему космосу. [117] Другие определения варьируют начальную точку дальнего космоса от «То, что находится за орбитой Луны», до «То, что находится за пределами самых дальних пределов самой Солнечной системы». [118] [119] [120] Международный союз электросвязи, ответственный за радиосвязь , в том числе со спутниками, определяет дальний космос как «расстояния от Земли, равные или превышающие 2 миллиона км (1,2 миллиона миль)» [121] , что примерно в пять раз больше орбитального расстояния Луны , но которое также намного меньше расстояния между Землей и любой соседней планетой. [122]

Околоземное пространство, показывающее низкую околоземную (синюю), среднюю околоземную (зеленую) и высокую околоземную (красную) орбиты. Последняя простирается за радиус геосинхронных орбит

Межпланетное пространство

Внизу слева белая кома выделяется на черном фоне. Туманный материал струится вверх и влево, медленно затухая с расстоянием.
Разреженная плазма (синяя) и пыль (белая) в хвосте кометы Хейла-Боппа формируются под давлением солнечного излучения и солнечного ветра соответственно.

Межпланетное пространство в Солнечной системе — это пространство между восемью планетами, пространство между планетами и Солнцем, а также пространство за орбитой самой внешней планеты Нептун , где солнечный ветер остается активным. Солнечный ветер — это непрерывный поток заряженных частиц, исходящих от Солнца, который создает очень разреженную атмосферу ( гелиосферу ) на миллиарды километров в космосе. Этот ветер имеет плотность частиц 5–10 протонов /см3 и движется со скоростью 350–400 км/с (780 000–890 000 миль в час). [123] Межпланетное пространство простирается до гелиопаузы , где влияние галактической среды начинает доминировать над магнитным полем и потоком частиц от Солнца. [124] Расстояние и сила гелиопаузы варьируются в зависимости от уровня активности солнечного ветра. [125] Гелиопауза, в свою очередь, отклоняет галактические космические лучи низкой энергии, причем этот эффект модуляции достигает пика во время солнечного максимума. [126]

Объем межпланетного пространства представляет собой почти полный вакуум, со средней длиной свободного пробега около одной астрономической единицы на орбитальном расстоянии Земли. Это пространство не полностью пусто и скудно заполнено космическими лучами, которые включают ионизированные атомные ядра и различные субатомные частицы. Там есть газ, плазма и пыль, [127] небольшие метеоры и несколько десятков типов органических молекул, обнаруженных на сегодняшний день с помощью микроволновой спектроскопии . [128] Облако межпланетной пыли видно ночью как слабая полоса, называемая зодиакальным светом . [129]

Межпланетное пространство содержит магнитное поле, генерируемое Солнцем. [123] Существуют магнитосферы, генерируемые планетами, такими как Юпитер, Сатурн, Меркурий и Земля, которые имеют свои собственные магнитные поля. Они сформированы под влиянием солнечного ветра в приближении формы слезы, с длинным хвостом, простирающимся наружу позади планеты. Эти магнитные поля могут захватывать частицы из солнечного ветра и других источников, создавая пояса заряженных частиц, такие как радиационные пояса Ван Аллена. Планеты без магнитных полей, такие как Марс, имеют свои атмосферы, постепенно разрушаемые солнечным ветром. [130]

Межзвездное пространство

Пятнистая оранжево-голубая туманность на черном фоне с изогнутой оранжевой дугой, огибающей звезду в центре.
Головная ударная волна, образованная магнитосферой молодой звезды LL Ориона (в центре) при столкновении с потоком туманности Ориона.

Межзвездное пространство — это физическое пространство за пределами пузырей плазмы, известных как астросферы , образованных звездными ветрами, исходящими от отдельных звезд, или солнечным ветром, исходящим от Солнца . [131] Это пространство между звездами или звездными системами внутри туманности или галактики. [132] Межзвездное пространство содержит межзвездную среду из разреженной материи и излучения. Граница между астросферой и межзвездным пространством известна как астропауза . Для Солнца астросфера и астропауза называются гелиосферой и гелиопаузой.

Примерно 70% массы межзвездной среды состоит из отдельных атомов водорода; большая часть остатка состоит из атомов гелия. Она обогащена следовыми количествами более тяжелых атомов, образованных в результате звездного нуклеосинтеза . Эти атомы выбрасываются в межзвездную среду звездными ветрами или когда эволюционировавшие звезды начинают сбрасывать свои внешние оболочки, например, во время образования планетарной туманности . [133] Катастрофический взрыв сверхновой распространяет ударные волны звездного выброса наружу, распределяя его по всей межзвездной среде, включая тяжелые элементы, ранее образованные в ядре звезды. [134] Плотность вещества в межзвездной среде может значительно варьироваться: в среднем составляет около 10 6 частиц на м 3 , [135] но холодные молекулярные облака могут содержать 10 8 –10 12 на м 3 . [39] [133]

В межзвездном пространстве существует ряд молекул , которые могут образовывать частицы пыли размером до 0,1  мкм . [136] Количество молекул, открытых с помощью радиоастрономии, неуклонно растет со скоростью около четырех новых видов в год. Большие области более плотной материи, известные как молекулярные облака, позволяют происходить химическим реакциям, включая образование органических многоатомных видов. Большая часть этой химии обусловлена ​​столкновениями. Энергичные космические лучи проникают в холодные, плотные облака и ионизируют водород и гелий, в результате чего, например, образуется катион триводорода . Затем ионизированный атом гелия может расщепить относительно обильный оксид углерода , чтобы произвести ионизированный углерод, что, в свою очередь, может привести к органическим химическим реакциям. [137]

Местная межзвездная среда — это область пространства в пределах 100  пк от Солнца, которая представляет интерес как своей близостью, так и своим взаимодействием с Солнечной системой. Этот объем почти совпадает с областью пространства, известной как Местный пузырь , которая характеризуется отсутствием плотных, холодных облаков. Она образует полость в рукаве Ориона галактики Млечный Путь, с плотными молекулярными облаками, лежащими вдоль границ, такими как в созвездиях Змееносца и Тельца . Фактическое расстояние до границы этой полости варьируется от 60 до 250 пк или более. Этот объем содержит около 10 4 –10 5 звезд, а местный межзвездный газ уравновешивает астросферы , которые окружают эти звезды, причем объем каждой сферы варьируется в зависимости от локальной плотности межзвездной среды. Местный пузырь содержит десятки теплых межзвездных облаков с температурой до 7000 К и радиусом 0,5–5 пк. [138]

Когда звезды движутся с достаточно высокими пекулярными скоростями , их астросферы могут генерировать ударные волны при столкновении с межзвездной средой. В течение десятилетий предполагалось, что у Солнца есть ударная волна. В 2012 году данные с Interstellar Boundary Explorer (IBEX) и зондов NASA Voyager показали, что ударной волны Солнца не существует. Вместо этого эти авторы утверждают, что дозвуковая ударная волна определяет переход от потока солнечного ветра к межзвездной среде. [139] [140] Ударная волна — это третья граничная характеристика астросферы, лежащая за пределами терминальной ударной волны и астропаузы. [140]

Межгалактическое пространство

Структура Вселенной
Крупномасштабное распределение материи в кубическом сечении вселенной. Синие волокнистые структуры представляют материю, а пустые области между ними представляют космические пустоты межгалактической среды

Межгалактическое пространство — это физическое пространство между галактиками. Исследования крупномасштабного распределения галактик показывают, что Вселенная имеет пенистую структуру, в которой группы и скопления галактик лежат вдоль нитей, занимающих около десятой части всего пространства. Остальное образует космические пустоты , которые в основном пусты от галактик. Обычно пустота охватывает расстояние в 7–30 мегапарсеков. [141]

Вокруг галактик и между ними простирается разреженная плазма [142] , организованная в галактическую нитевидную структуру. [143] Этот материал называется межгалактической средой (МГС). Плотность этих нитей межгалактической среды составляет около одного атома на кубический метр, [144] что в 5–200 раз превышает среднюю плотность Вселенной [145] после включения космических пустот. Предполагается, что МГС в основном имеет первичный состав, с 76% водорода по массе и обогащена элементами с большей массой из высокоскоростных галактических потоков. [146]

Когда газ падает в межгалактическую среду из пустот, он нагревается до температур от 10 5  К до 10 7  К. [4] Следовательно, столкновения между атомами имеют достаточно энергии, чтобы заставить связанный электрон вырваться из ядер водорода; именно поэтому межгалактическая среда ионизирована. При этих температурах она называется тепло-горячей межгалактической средой (WHIM). Хотя плазма очень горячая по земным меркам, 10 5 К часто называют «теплой» в астрофизике. Компьютерное моделирование и наблюдения показывают, что до половины атомной материи во Вселенной может существовать в этом тепло-горячем, разреженном состоянии. [145] [147] [148] Когда газ падает из нитевидных структур WHIM в скопления галактик на пересечениях космических нитей, он может нагреваться еще больше, достигая температур 10 8  К и выше в так называемой внутригалактической среде (ICM). [149]

Обзор различных масштабов пространства как регионов вокруг Земли

История открытия

В 350 году до нашей эры греческий философ Аристотель предположил, что природа не терпит пустоты , принцип, который стал известен как horror vacui . Эта концепция была основана на онтологическом аргументе греческого философа Парменида , выдвинутом в V веке до нашей эры , который отрицал возможность существования пустоты в пространстве. [150] Основываясь на этой идее о том, что вакуум не может существовать, на Западе в течение многих столетий широко распространено мнение, что пространство не может быть пустым. [151] Еще в XVII веке французский философ Рене Декарт утверждал, что все пространство должно быть заполнено. [152]

В древнем Китае астроном 2-го века Чжан Хэн был убежден, что пространство должно быть бесконечным, простирающимся далеко за пределы механизма, который поддерживал Солнце и звезды. Сохранившиеся книги школы Сюань Йе говорили, что небеса были безграничны, «пусты и лишены субстанции». Аналогично, «солнце, луна и компания звезд плавают в пустом пространстве, двигаясь или стоя на месте». [153]

Итальянский ученый Галилео Галилей знал, что воздух имеет массу и, следовательно, подвержен гравитации. В 1640 году он продемонстрировал, что установленная сила сопротивляется образованию вакуума. Его ученику Эванджелисте Торричелли осталось создать аппарат, который создавал бы частичный вакуум в 1643 году. Этот эксперимент привел к появлению первого ртутного барометра и вызвал научную сенсацию в Европе. Торричелли предположил, что поскольку воздух имеет вес, то давление воздуха должно уменьшаться с высотой. [154] Французский математик Блез Паскаль предложил эксперимент для проверки этой гипотезы. [155] В 1648 году его зять Флорин Перье повторил эксперимент на горе Пюи-де-Дом в центральной Франции и обнаружил, что столб стал короче на три дюйма. Это уменьшение давления было дополнительно продемонстрировано, если поднять наполовину полный воздушный шар на гору и наблюдать, как он постепенно расширяется, а затем сжимается при спуске. [156]

В стеклянной витрине размещено механическое устройство с рычагом, а также две металлические полусферы, прикрепленные к тросам.
Оригинальные магдебургские полушария (слева), использовавшиеся для демонстрации вакуумного насоса Отто фон Герике (справа)

В 1650 году немецкий ученый Отто фон Герике построил первый вакуумный насос : устройство, которое еще больше опровергло принцип horror vacui . Он правильно заметил, что атмосфера Земли окружает планету как оболочка, причем плотность постепенно уменьшается с высотой. Он пришел к выводу, что между Землей и Луной должен быть вакуум. [157]

В 15 веке немецкий теолог Николай Кузанский предположил, что во вселенной нет центра и окружности. Он считал, что вселенная, хотя и не бесконечна, не может считаться конечной, поскольку у нее нет границ, в которых она могла бы содержаться. [158] Эти идеи привели к размышлениям о бесконечном измерении пространства итальянского философа Джордано Бруно в 16 веке. Он распространил гелиоцентрическую космологию Коперника на концепцию бесконечной вселенной, заполненной субстанцией, которую он назвал эфиром , которая не сопротивляется движению небесных тел. [159] Английский философ Уильям Гилберт пришел к похожему выводу, утверждая, что звезды видны нам только потому, что они окружены тонким эфиром или пустотой. [160] Эта концепция эфира возникла у древнегреческих философов, включая Аристотеля, который представлял его как среду, через которую движутся небесные тела. [161]

Концепция вселенной, заполненной светоносным эфиром, сохраняла поддержку среди некоторых ученых вплоть до начала 20-го века. Эта форма эфира рассматривалась как среда, через которую может распространяться свет. [162] В 1887 году эксперимент Майкельсона-Морли пытался обнаружить движение Земли через эту среду, ища изменения скорости света в зависимости от направления движения планеты. Нулевой результат указывал на то, что с концепцией что-то не так. Затем идея светоносного эфира была отвергнута. Ее заменила специальная теория относительности Альберта Эйнштейна , которая утверждает, что скорость света в вакууме является фиксированной константой, независимой от движения наблюдателя или системы отсчета . [163] [164]

Первым профессиональным астрономом, поддержавшим концепцию бесконечной Вселенной, был англичанин Томас Диггес в 1576 году. [165] Но масштаб Вселенной оставался неизвестным до первого успешного измерения расстояния до ближайшей звезды в 1838 году немецким астрономом Фридрихом Бесселем . Он показал, что звездная система 61 Лебедя имела параллакс всего 0,31  угловой секунды (по сравнению с современным значением 0,287″). Это соответствует расстоянию более 10 световых лет . [166] В 1917 году Гебер Кертис отметил, что новые звезды в спиральных туманностях в среднем на 10 звездных величин слабее галактических новых, что позволяет предположить, что первые находятся в 100 раз дальше. [167] Расстояние до галактики Андромеды было определено в 1923 году американским астрономом Эдвином Хабблом путем измерения яркости цефеидных переменных в этой галактике, новый метод, открытый Генриеттой Ливитт . [168] Это установило, что галактика Андромеды, и, как следствие, все галактики, находятся далеко за пределами Млечного Пути. [169] С помощью этого Хаббл сформулировал постоянную Хаббла , которая впервые позволила рассчитать возраст Вселенной и размер Наблюдаемой Вселенной, начиная с 2 миллиардов лет и 280 миллионов световых лет. Это становилось все более точным с лучшими измерениями, пока в 2006 году данные космического телескопа Хаббл не позволили очень точно рассчитать возраст Вселенной и размер Наблюдаемой Вселенной. [170]

Современная концепция космического пространства основана на космологии «Большого взрыва» , впервые предложенной в 1931 году бельгийским физиком Жоржем Леметром . [171] Эта теория утверждает, что Вселенная возникла из состояния экстремальной плотности энергии, которая с тех пор претерпевала непрерывное расширение . [172]

Самая ранняя известная оценка температуры внешнего пространства была сделана швейцарским физиком Шарлем Э. Гийомом в 1896 году. Используя расчетное излучение фоновых звезд, он пришел к выводу, что пространство должно быть нагрето до температуры 5–6 К. Британский физик Артур Эддингтон провел похожий расчет, чтобы получить температуру 3,18 К в 1926 году. Немецкий физик Эрих Регенер использовал полную измеренную энергию космических лучей , чтобы оценить межгалактическую температуру 2,8 К в 1933 году. [173] Американские физики Ральф Альфер и Роберт Герман предсказали 5 К для температуры пространства в 1948 году, основываясь на постепенном уменьшении фоновой энергии после новой тогда теории Большого взрыва . [173]

Исследование

Первое изображение Земли, сделанное человеком. [174] Юг вверху.

На протяжении большей части истории человечества космос исследовался с помощью наблюдений, сделанных с поверхности Земли — сначала невооруженным глазом, а затем с помощью телескопа. До появления надежной ракетной техники ближе всего к достижению человеком космического пространства были полеты на воздушном шаре. В 1935 году пилотируемый полет американского воздушного шара Explorer II достиг высоты 22 км (14 миль). [175] Это было значительно превышено в 1942 году, когда третий запуск немецкой ракеты А-4 поднялся на высоту около 80 км (50 миль). В 1957 году беспилотный спутник Спутник-1 был запущен с помощью советской ракеты Р-7 , достигнув околоземной орбиты на высоте 215–939 километров (134–583 миль). [176] За этим последовал первый полет человека в космос в 1961 году, когда Юрий Гагарин был отправлен на орбиту на Востоке-1 . Первыми людьми, покинувшими низкую околоземную орбиту, были Фрэнк Борман , Джим Ловелл и Уильям Андерс в 1968 году на борту американского корабля «Аполлон-8» , который достиг лунной орбиты [177] и достиг максимального расстояния в 377 349 км (234 474 миль) от Земли. [178]

Первым космическим аппаратом, достигшим второй космической скорости, была советская Луна-1 , которая совершила пролет мимо Луны в 1959 году. [179] В 1961 году Венера-1 стала первым планетарным зондом. Она обнаружила наличие солнечного ветра и совершила первый пролет мимо Венеры , хотя контакт был потерян до достижения Венеры. Первой успешной планетарной миссией был пролет Венеры в 1962 году Маринером -2 . [180] Первый пролет Марса был Маринером-4 в 1964 году. С тех пор беспилотные космические аппараты успешно исследовали каждую из планет Солнечной системы, а также их луны и многие малые планеты и кометы. Они остаются основополагающим инструментом для исследования космического пространства, а также для наблюдения за Землей. [181] В августе 2012 года Вояджер-1 стал первым искусственным объектом, покинувшим Солнечную систему и вошедшим в межзвездное пространство . [182]

Приложение

Международная космическая станция — это орбитальная лаборатория для космических приложений и обитаемости. На заднем плане видно желто-зеленое свечение ионосферы Земли и межзвездное поле Млечного Пути.

Космос стал важным элементом мирового общества. Он обеспечивает многочисленные приложения, которые приносят пользу экономике и научным исследованиям.

Размещение искусственных спутников на околоземной орбите принесло многочисленные выгоды и стало доминирующим сектором космической экономики . Они позволяют осуществлять ретрансляцию дальних коммуникаций, таких как телевидение, обеспечивают средства точной навигации и позволяют осуществлять прямой мониторинг погодных условий и дистанционное зондирование Земли. Последняя роль служит различным целям, включая отслеживание влажности почвы для сельского хозяйства, прогнозирование оттока воды из сезонных снежных покровов, обнаружение болезней растений и деревьев и наблюдение за военными действиями. [183] ​​Они облегчают обнаружение и мониторинг влияний изменения климата . [184] Спутники используют значительно уменьшенное сопротивление в космосе, чтобы оставаться на стабильных орбитах, что позволяет им эффективно охватывать весь земной шар по сравнению, например, со стратосферными шарами или высотными платформами , которые имеют другие преимущества. [185]

Отсутствие воздуха делает космическое пространство идеальным местом для астрономии на всех длинах волн электромагнитного спектра . Об этом свидетельствуют впечатляющие снимки, отправленные космическим телескопом Хаббл , которые позволяют наблюдать свет более 13 миллиардов лет назад — почти со времен Большого взрыва. [186] Не каждое место в космосе идеально подходит для телескопа. Межпланетная зодиакальная пыль испускает диффузное ближнее инфракрасное излучение, которое может маскировать излучение слабых источников, таких как внесолнечные планеты. Перемещение инфракрасного телескопа за пределы пыли увеличивает его эффективность. [187] Аналогичным образом, такое место, как кратер Дедал на обратной стороне Луны, может защитить радиотелескоп от радиочастотных помех , которые мешают наземным наблюдениям. [188]

Концепция космической солнечной энергетической системы для передачи энергии на Землю [189]

Глубокий вакуум космоса может сделать его привлекательной средой для определенных промышленных процессов, таких как те, которые требуют сверхчистых поверхностей. [190] Как и добыча на астероидах , космическое производство потребует больших финансовых вложений с небольшой перспективой немедленной отдачи. [191] Важным фактором в общих расходах является высокая стоимость размещения массы на околоземной орбите: 9000–30 000 долларов за кг, согласно оценке 2006 года (с учетом инфляции с тех пор). [192] Стоимость доступа в космос снизилась с 2013 года. Частично многоразовые ракеты, такие как Falcon 9, снизили доступ в космос ниже 3500 долларов за килограмм. С этими новыми ракетами стоимость отправки материалов в космос остается непомерно высокой для многих отраслей промышленности. Предлагаемые концепции для решения этой проблемы включают полностью многоразовые системы запуска , неракетный космический запуск , тросы обмена импульсом и космические лифты . [193]

Межзвездное путешествие для экипажа человека в настоящее время остается только теоретической возможностью. Расстояния до ближайших звезд означают, что это потребует новых технологических разработок и возможности безопасного содержания экипажей для путешествий, длящихся несколько десятилетий. Например, исследование проекта Дедал , которое предложило космический корабль, работающий на синтезе дейтерия и гелия - 3 , потребовало бы 36 лет, чтобы достичь «близлежащей» системы Альфа Центавра . Другие предлагаемые межзвездные двигательные системы включают в себя легкие паруса , прямоточные воздушно-реактивные двигатели и двигательные установки с лучевым приводом . Более продвинутые двигательные системы могли бы использовать антиматерию в качестве топлива, потенциально достигая релятивистских скоростей . [194]

С поверхности Земли сверхнизкая температура внешнего космоса может быть использована в качестве возобновляемой технологии охлаждения для различных приложений на Земле посредством пассивного дневного радиационного охлаждения . [195] [196] Это усиливает передачу тепла длинноволнового инфракрасного (LWIR) теплового излучения через инфракрасное окно атмосферы в космическое пространство, снижая температуру окружающей среды. [197] [198] Фотонные метаматериалы могут быть использованы для подавления солнечного нагрева. [199]

Смотрите также

Ссылки

Цитаты

  1. ^ "Применимые определения внешнего пространства, пространства и экспансии", словарь Merriam-Webster , получено 17.06.2024 ,
    Внешнее пространство (сущ.) пространство непосредственно за пределами земной атмосферы.
    Пространство (сущ.) физическое пространство, независимое от того, что его занимает. Область за пределами земной атмосферы или за пределами Солнечной системы.
    Экспансия (сущ.) большая протяженность чего-либо.
  2. ^ Рот, А. (2012), Вакуумная технология, Elsevier, стр. 6, ISBN 978-0-444-59874-5.
  3. ↑ Часс, Дэвид Т. (26 июня 2008 г.), Cosmic Background Explorer, NASA Goddard Space Flight Center, заархивировано из оригинала 9 мая 2013 г. , извлечено 27 апреля 2013 г.
  4. ^ ab Gupta, Anjali; et al. (май 2010 г.), «Обнаружение и характеристика тепло-горячей межгалактической среды», Бюллетень Американского астрономического общества , 41 : 908, Bibcode : 2010AAS...21631808G.
  5. ↑ Фридман и Кауфманн 2005, стр. 573, 599–601.
  6. ^ Тримбл, В. (1987), «Существование и природа темной материи во Вселенной», Ежегодный обзор астрономии и астрофизики , 25 : 425–472, Bibcode : 1987ARA&A..25..425T, doi : 10.1146/annurev.aa.25.090187.002233, S2CID  123199266.
  7. ^ "Темная энергия, темная материя", NASA Science , архивировано из оригинала 2 июня 2013 г. , извлечено 31 мая 2013 г. , Оказывается, что примерно 68% Вселенной — это темная энергия. Темная материя составляет около 27%.
  8. ^ Фридман и Кауфманн 2005, стр. 650–653.
  9. ^ ab O'Leary 2009, стр. 84.
  10. ^ ab "Где начинается космос?", Аэрокосмическая техника , заархивировано из оригинала 2015-11-17 , извлечено 2015-11-10 .
  11. ↑ Харпер, Дуглас (ноябрь 2001 г.), Space, The Online Etymology Dictionary, архивировано из оригинала 24.02.2009 , извлечено 19.06.2009 .
  12. ^ Брэди, Мора (октябрь 2007 г.), «Пространство и постоянство места в «Потерянном рае»", Milton Quarterly , 41 (3): 167–182, doi : 10.1111/j.1094-348X.2007.00164.x, JSTOR  24461820.
  13. ↑ Стюарт Уортли 1841, стр. 410.
  14. ↑ Фон Гумбольдт 1845, стр. 39.
  15. ↑ Харпер, Дуглас, «Внешний», Онлайн-этимологический словарь , архивировано из оригинала 2010-03-12 , извлечено 2008-03-24 .
  16. ^ abcd Бец, Эрик (27.11.2023). «Линия Кармана: где начинается космос». Журнал Astronomy . Получено 30.04.2024 .
  17. ^ «Определение SPACEBORNE», Merriam-Webster , 2022-05-17 , получено 2022-05-18 .
  18. ^ «Определение и значение термина Spaceborne», Collins English Dictionary , 2022-05-17 , получено 2022-05-18 .
  19. ^ "-based", Cambridge Dictionary , 2024 , дата обращения 28.04.2024 .
  20. ^ Лиддл 2015, стр. 33.
  21. ^ Planck Collaboration (2014), «Результаты Planck 2013. I. Обзор продуктов и научных результатов», Astronomy & Astrophysics , 571 : 1, arXiv : 1303.5062 , Bibcode : 2014A&A...571A...1P, doi : 10.1051/0004-6361/201321529, S2CID  218716838.
  22. ^ ab Тернер, Майкл С. (сентябрь 2009 г.), «Происхождение Вселенной», Scientific American , 301 (3): 36–43, Bibcode : 2009SciAm.301c..36T, doi : 10.1038/scientificamerican0909-36, PMID  19708526.
  23. ↑ Силк 2000, стр. 105–308.
  24. ^ WMAP – Форма Вселенной, NASA, 21 декабря 2012 г., заархивировано из оригинала 1 июня 2012 г. , извлечено 4 июня 2013 г.
  25. ^ Спарк и Галлахер 2007, стр. 329–330.
  26. ↑ Wollack, Edward J. (24 июня 2011 г.), Из чего сделана Вселенная?, NASA, заархивировано из оригинала 26 июля 2016 г. , извлечено 14 октября 2011 г.
  27. ^ Крумм, Н.; Брош, Н. (октябрь 1984 г.), «Нейтральный водород в космических пустотах», Astronomical Journal , 89 : 1461–1463, Бибкод : 1984AJ.....89.1461K, doi : 10.1086/113647 .
  28. ^ Пиблз, П.; Ратра, Б. (2003), «Космологическая постоянная и темная энергия», Reviews of Modern Physics , 75 (2): 559–606, arXiv : astro-ph/0207347 , Bibcode : 2003RvMP...75..559P, doi : 10.1103/RevModPhys.75.559, S2CID  118961123
  29. ^ «Ложный рассвет», www.eso.org , получено 14 февраля 2017 г.
  30. ^ Тадокоро, М. (1968), «Изучение локальной группы с использованием теоремы вириала», Публикации астрономического общества Японии , 20 : 230, Bibcode : 1968PASJ...20..230T.Этот источник оценивает плотность Местной группы в 7 × 10−29 г/см3 . Атомная единица массы составляет 1,66 × 10−24 г , что соответствует примерно 40 атомам на кубический метр.
  31. ^ Боровиц и Бейзер 1971.
  32. ↑ Тайсон, Патрик (январь 2012 г.), Кинетическая атмосфера: молекулярные числа (PDF) , заархивировано из оригинала (PDF) 7 декабря 2013 г. , извлечено 13 сентября 2013 г.
  33. ↑ Дэвис 1977, стр. 93.
  34. ^ Фицпатрик, Э. Л. (май 2004 г.), «Межзвездное вымирание в галактике Млечный Путь», в Witt, Adolf N.; Clayton, Geoffrey C.; Draine, Bruce T. (ред.), Astrophysics of Dust , ASP Conference Series, т. 309, стр. 33, arXiv : astro-ph/0401344 , Bibcode : 2004ASPC..309...33F.
  35. ↑ Чемберлен 1978, стр. 2.
  36. ↑ Сквайр, Том (27 сентября 2000 г.), «Стандартная атмосфера США, 1976 г.», база данных Thermal Protection Systems Expert and Material Properties , NASA, заархивировано из оригинала 15 октября 2011 г. , извлечено 23 октября 2011 г.
  37. ^ Форбс, Джеффри М. (2007), «Динамика термосферы», Журнал метеорологического общества Японии , Серия II, 85B : 193–213, Bibcode : 2007JMeSJ..85B.193F, doi : 10.2151/jmsj.85b.193 .
  38. ↑ Спитцер, Лайман-младший (январь 1948 г.), «Температура межзвездной материи. I», Astrophysical Journal , 107 : 6, Bibcode : 1948ApJ...107....6S, doi : 10.1086/144984.
  39. ^ аб Пряльник 2000, стр. 195–196.
  40. ↑ Шпицер 1978, стр. 28–30.
  41. ^ Тиаки, Янагисава (июнь 2014 г.), «В поисках космического нейтринного фона», Frontiers in Physics , 2 : 30, Bibcode : 2014FrP.....2...30Y, doi : 10.3389/fphy.2014.00030 .
  42. ^ Fixsen, DJ (декабрь 2009 г.), «Температура реликтового излучения», The Astrophysical Journal , 707 (2): 916–920, arXiv : 0911.1955 , Bibcode : 2009ApJ...707..916F, doi : 10.1088/0004-637X/707/2/916, S2CID  119217397.
  43. ^ ALMA обнаруживает призрачную форму «самого холодного места во Вселенной», Национальная радиоастрономическая обсерватория, 24 октября 2013 г. , получено 07.10.2020 .
  44. ↑ Уитбро, Джордж Л. (февраль 1988 г.), «Температурная структура, масса и поток энергии в короне и внутреннем солнечном ветре», Astrophysical Journal, часть 1 , 325 : 442–467, Bibcode : 1988ApJ...325..442W, doi : 10.1086/166015.
  45. ^ Вилебинский, Ричард; Бек, Райнер (2010), «Космические магнитные поля − обзор», в Блок, Дэвид Л.; Фримен, Кеннет К.; Пуэрари, Иванио (ред.), Галактики и их маски: конференция в честь К. К. Фримена, FRS, Springer Science & Business Media, стр. 67–82, Bibcode : 2010gama.conf...67W, doi : 10.1007/978-1-4419-7317-7_5, ISBN 978-1-4419-7317-7, архивировано из оригинала 2017-09-20.
  46. ^ Летессье-Селвон, Антуан; Станев, Тодор (июль 2011 г.), «Космические лучи сверхвысокой энергии», Reviews of Modern Physics , 83 (3): 907–942, arXiv : 1103.0031 , Bibcode : 2011RvMP...83..907L, doi : 10.1103/RevModPhys.83.907, S2CID  119237295.
  47. ^ Ланг 1999, стр. 462.
  48. ^ Лиде 1993, стр. 11-217.
  49. ↑ Чем пахнет космос?, Live Science, 20 июля 2012 г., архивировано из оригинала 28 февраля 2014 г. , извлечено 19 февраля 2014 г.
  50. ↑ Лиззи Шиффман (17 июля 2013 г.), Чем пахнет космос, Popular Science, архивировано из оригинала 24 февраля 2014 г. , извлечено 19 февраля 2014 г.
  51. ^ "Интересный факт месяца 2021". NASA . 2023-08-03 . Получено 2024-09-18 .
  52. ^ Купер, Кит (2024-01-08). «Чем пахнет космос?». Space.com . Получено 2024-09-18 .
  53. ^ Раджио, Дж.; и др. (Май 2011 г.), «Цельные слоевища лишайников выживают в условиях космоса: результаты эксперимента по литопанспермии с Aspicilia fruticulosa», Astrobiology , 11 (4): 281–292, Bibcode : 2011AsBio..11..281R, doi :10.1089/ast.2010.0588, PMID  21545267.
  54. ^ Тепфер, Дэвид и др. (май 2012 г.), «Выживание семян растений, их УФ-экранов и ДНК nptII в течение 18 месяцев за пределами Международной космической станции» (PDF) , Astrobiology , 12 (5): 517–528, Bibcode : 2012AsBio..12..517T, doi : 10.1089/ast.2011.0744, PMID  22680697, заархивировано (PDF) из оригинала 2014-12-13 , извлечено 2013-05-19 .
  55. ^ Вассманн, Марко и др. (май 2012 г.), «Выживаемость спор штамма Bacillus subtilis MW01, устойчивого к ультрафиолетовому излучению, после воздействия на низкой околоземной орбите и в имитированных марсианских условиях: данные космического эксперимента ADAPT на EXPOSE-E», Astrobiology , 12 (5): 498–507, Bibcode : 2012AsBio..12..498W, doi : 10.1089/ast.2011.0772, PMID  22680695.
  56. ^ Николсон, У. Л. (апрель 2010 г.), «К общей теории литопанспермии», Научная конференция по астробиологии 2010 г. , т. 1538, стр. 5272–528, Bibcode : 2010LPICo1538.5272N.
  57. ^ Тарвер, Уильям Дж. и др. (24 октября 2022 г.), Эффекты аэрокосмического давления, Treasure Island, FL: StatPearls Publishing, PMID  29262037 , получено 25 апреля 2024 г.
  58. ^ Пиантадоси 2003, стр. 188–189.
  59. ^ Баттисти, Аманда С.; и др. (27 июня 2022 г.), Barotrauma, StatPearls Publishing LLC, PMID  29493973 , получено 18 декабря 2022 г.
  60. ^ Кребс, Мэтью Б.; Пилманис, Эндрю А. (ноябрь 1996 г.), Устойчивость легких человека к динамическому избыточному давлению (PDF) , Лаборатория Армстронга ВВС США, архивировано из оригинала 30.11.2012 г. , извлечено 23.12.2011 г.
  61. ^ Басби, Д. Э. (июль 1967 г.), Перспективный взгляд на медицинские проблемы, связанные с опасностями космических операций (PDF) , Клиническая космическая медицина, НАСА, NASA-CR-856 , получено 20 декабря 2022 г.
  62. ↑ Хардинг, Р. М.; Миллс, Ф. Дж. (30 апреля 1983 г.), «Авиационная медицина. Проблемы высоты I: гипоксия и гипервентиляция», British Medical Journal , 286 (6375): 1408–1410, doi : 10.1136/bmj.286.6375.1408, PMC 1547870 , PMID  6404482. 
  63. ^ Hodkinson, PD (март 2011 г.), «Острое воздействие высоты» (PDF) , Journal of the Royal Army Medical Corps , 157 (1): 85–91, doi :10.1136/jramc-157-01-15, PMID  21465917, S2CID  43248662, заархивировано из оригинала (PDF) 26.04.2012 , извлечено 16.12.2011 .
  64. ↑ Биллингс 1973, стр. 1–34.
  65. ↑ Лэндис, Джеффри А. (7 августа 2007 г.), Воздействие вакуума на человека, www.geoffreylandis.com, архивировано из оригинала 21 июля 2009 г. , извлечено 19 июня 2009 г.
  66. ^ Уэбб, П. (1968), «Космический костюм: эластичный купальник для внекорабельной деятельности», Аэрокосмическая медицина , 39 (4): 376–383, PMID  4872696.
  67. ↑ Эллери 2000, стр. 68.
  68. ^ Дэвис, Джонсон и Степанек 2008, стр. 270–271.
  69. ^ Канас и Манзи 2008, стр. 15–48.
  70. ^ Уильямс, Дэвид и др. (23 июня 2009 г.), «Акклиматизация во время космического полета: влияние на физиологию человека», Журнал Канадской медицинской ассоциации , 180 (13): 1317–1323, doi :10.1503/cmaj.090628, PMC 2696527 , PMID  19509005. 
  71. ↑ Кеннеди, Энн Р., Эффекты радиации, Национальный институт космических биологических исследований, заархивировано из оригинала 2012-01-03 , извлечено 2011-12-16 .
  72. ^ Кертис, СБ; Лето, Дж. В. (1989), «Галактические космические лучи и частоты столкновений с ячейками за пределами магнитосферы», Advances in Space Research , 9 (10): 293–298, Bibcode : 1989AdSpR...9c.293C, doi : 10.1016/0273-1177(89)90452-3, PMID  11537306
  73. ^ Сетлоу, Ричард Б. (ноябрь 2003 г.), «Опасности космических путешествий», Наука и общество , 4 (11): 1013–1016, doi :10.1038/sj.embor.7400016, PMC 1326386 , PMID  14593437. 
  74. ^ abc Grush, Loren (2018-12-13). «Почему определение границы космоса может иметь решающее значение для будущего космических полетов». The Verge . Получено 2024-04-30 .
  75. ^ Вонг и Фергюссон 2010, стр. 16.
  76. ^ FAA Commercial Space Astronaut Wings Program (PDF) , Федеральное управление гражданской авиации, 20 июля 2021 г. , дата обращения 18 декабря 2022 г.
  77. ↑ Томпсон, Андреа (9 апреля 2009 г.), Edge of Space Found, space.com, архивировано из оригинала 14 июля 2009 г. , извлечено 19 июня 2009 г.
  78. ^ Сангалли, Л. и др. (2009), «Ракетные измерения скорости ионов, нейтрального ветра и электрического поля в области столкновительного перехода авроральной ионосферы», Журнал геофизических исследований , 114 (A4): A04306, Bibcode : 2009JGRA..114.4306S, doi : 10.1029/2008JA013757 .
  79. ^ abc Макдауэлл, Джонатан С. (октябрь 2018 г.), «Грань космоса: Возвращаясь к линии Кармана», Acta Astronautica , 151 : 668–677, arXiv : 1807.07894 , Bibcode : 2018AcAau.151..668M, doi : 10.1016/j.actaastro.2018.07.003.
  80. ↑ Петти, Джон Айра (13 февраля 2003 г.), «Entry», Human Spaceflight , NASA, заархивировано из оригинала 27 октября 2011 г. , извлечено 16 декабря 2011 г.
  81. ↑ Дуррани, Харис (19 июля 2019 г.), «Являются ли космические полеты колониализмом?», The Nation , дата обращения 6 октября 2020 г.
  82. ^ Статус международных соглашений, касающихся деятельности в космическом пространстве, по состоянию на 1 января 2017 г. (PDF) , Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства/Комитет по использованию космического пространства в мирных целях, 23 марта 2017 г., архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2018 г. , извлечено 22 марта 2018 г.
  83. ↑ Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, 1 января 2008 г., архивировано из оригинала 27 апреля 2011 г. , извлечено 30 декабря 2009 г.
  84. ^ Индекс резолюций Генеральной Ассамблеи, касающихся космического пространства, размещенных в Интернете, Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства, 2011 г., архивировано с оригинала 15.01.2010 г. , извлечено 30.12.2009 г.
  85. ^ Вонг и Фергюссон 2010, стр. 4.
  86. ↑ Соланки, Лалит (27.03.2019), «Индия входит в элитный клуб: успешно сбит низкоорбитальный спутник», The Mirk , заархивировано из оригинала 28.03.2019 , извлечено 28.03.2019 .
  87. ↑ Запуск «Колумбуса» подвергает испытанию космическое право, Европейский научный фонд, 5 ноября 2007 г., архивировано из оригинала 15 декабря 2008 г. , извлечено 30 декабря 2009 г.
  88. ↑ Представители государств, пересекаемых экватором (3 декабря 1976 г.), «Декларация первой встречи экваториальных стран», Космическое право , Богота, Республика Колумбия: JAXA, архивировано из оригинала 24 ноября 2011 г. , извлечено 14 октября 2011 г.
  89. ↑ Гангале, Томас (2006), «Кому принадлежит геостационарная орбита?», Annals of Air and Space Law , 31 , заархивировано из оригинала 27.09.2011 , извлечено 14.10.2011 .
  90. ^ «ESIL Reflection – Clearing up the Space Junk – On the Flaws and Potential of International Space Law to Tackle the Space Debris Problem – European Society of International Law», Европейское общество международного права , 2023-03-09 , получено 2024-04-24 .
  91. ↑ Хилл, Джеймс В. Х. (апрель 1999 г.), «Выход на низкую околоземную орбиту», Space Future , заархивировано из оригинала 19.03.2012 , извлечено 18.03.2012 .
  92. ↑ Шайнер, Линда (1 ноября 2007 г.), X-15 Walkaround, Air & Space Magazine , получено 19 июня 2009 г.
  93. ↑ Dimotakis, P.; et al. (октябрь 1999 г.), 100 фунтов на низкую околоземную орбиту (LEO): варианты запуска малой полезной нагрузки, The Mitre Corporation, стр. 1–39, архивировано из оригинала 29-08-2017 , извлечено 21-01-2012 .
  94. ↑ Уильямс, Дэвид Р. (17 ноября 2010 г.), «Earth Fact Sheet», Lunar & Planetary Science , NASA, заархивировано из оригинала 30 октября 2010 г. , извлечено 10 мая 2012 г.
  95. ↑ Гош 2000, стр. 47–48.
  96. ^ Часто задаваемые вопросы, Исследования и разведка астроматериалов: Офис программы NASA по орбитальному мусору , получено 29.04.2024 .
  97. ^ ab Kennewell, John; McDonald, Andrew (2011), Сроки службы спутников и солнечная активность, Бюро погоды Австралийского Союза, Отделение космической погоды, заархивировано из оригинала 28.12.2011 , извлечено 31.12.2011 .
  98. ^ abc «42 USC 18302: Определения», uscode.house.gov (на языке киньяруанда), 15 декабря 2022 г. , получено 17 декабря 2022 г.
  99. ^ ab Schrijver & Siscoe 2010, стр. 363, 379.
  100. ^ ab Howell, Elizabeth (24 апреля 2015 г.), «Что такое геосинхронная орбита?», Space.com , получено 8 декабря 2022 г. .
  101. ^ ab Strickland, John K. (1 октября 2012 г.), Цислунарные ворота без ворот, The Space Review, архивировано из оригинала 7 февраля 2016 г. , извлечено 10 февраля 2016 г.
  102. ^ Портри, Дэвид; Лофтус, Джозеф (1999), «Орбитальный мусор: хронология» (PDF) , Технический отчет NASA Sti/Recon N , 99 , NASA: 13, Бибкод : 1999STIN...9941786P, заархивировано из оригинала (PDF) в 2000 г. 01 сентября , получено 5 мая 2012 г.
  103. ^ Фотогалерея, ARES | Офис программы NASA по орбитальному мусору , получено 27 апреля 2024 г.
  104. ↑ Кинтнер, Пол; Комитет и сотрудники GMDT (сентябрь 2002 г.), Отчет группы по определению геокосмической миссии Living With a Star (PDF) , НАСА, заархивировано (PDF) из оригинала 2012-11-02 , извлечено 2012-04-15 .
  105. ^ Шрийвер и Сиско, 2010, стр. 379.
  106. ^ Фихтнер и Лю 2011, стр. 341–345.
  107. ^ Коскинен 2010, стр. 32, 42.
  108. ↑ Hones, Edward W. Jr. (март 1986 г.), «The Earth's Magnetotail», Scientific American , 254 (3): 40–47, Bibcode : 1986SciAm.254c..40H, doi : 10.1038/scientificamerican0386-40, JSTOR  24975910
  109. ^ Мендилло 2000, стр. 275.
  110. ^ Гудман 2006, стр. 244.
  111. ^ «Геомагнитные бури» (PDF) , OECD/IFP Futures Project on «Будущие глобальные потрясения» , CENTRA Technology, Inc., стр. 1–69, 14 января 2011 г., архивировано (PDF) из оригинала 14 марта 2012 г. , извлечено 07.04.2012 .
  112. ↑ Хиченс, Тереза ​​(21.04.2022), «В бесконечность и дальше: новое подразделение Космических сил будет следить за 'xGEO' за пределами орбиты Земли», Breaking Defense , дата обращения 17.12.2022 .
  113. ↑ «Why We Explore», NASA , 13 июня 2013 г. , получено 17 декабря 2022 г.
  114. ^ Йодер, Чарльз Ф. (1995), «Астрометрические и геодезические свойства Земли и Солнечной системы», в Аренс, Томас Дж. (ред.), Глобальная физика Земли: справочник физических констант (PDF) , Серия справочных материалов AGU, т. 1, Вашингтон, округ Колумбия: Американский геофизический союз, стр. 1, Bibcode : 1995geph.conf....1Y, ISBN 978-0-87590-851-9, заархивировано из оригинала (PDF) 26 апреля 2012 г. , извлечено 31 декабря 2011 г.. В этой работе радиус сферы Хилла равен 234,9 среднего радиуса Земли, или 234,9 × 6371 км = 1,5 миллиона км.
  115. ^ Барбьери 2006, стр. 253.
  116. ^ Гранвик, Микаэль; и др. (март 2012 г.), «Население естественных спутников Земли», Icarus , 218 (1): 262–277, arXiv : 1112.3781 , Bibcode : 2012Icar..218..262G, doi : 10.1016/j.icarus.2011.12.003 .
  117. ^ «51 USC 10101 — Национальные и коммерческие космические программы, Подзаголовок I — Общие положения, Глава 101 — Определения», Свод законов США , Управление Совета по пересмотру законодательства, Палата представителей США , дата обращения 5 января 2023 г.
  118. ^ Диксон 2010, стр. 57.
  119. ^ Уильямсон 2006, стр. 97.
  120. ^ "Определение термина "глубокий космос"", Collins English Dictionary , получено 15.01.2018 .
  121. ^ Регламент радиосвязи МСЭ-Р, Статья 1, Термины и определения, Раздел VIII, Технические термины, относящиеся к космосу, параграф 1.177. (PDF) , Международный союз электросвязи , получено 05.02.2018 , 1.177 дальний космос : Космос на расстояниях от Земли, равных или больших, чем2 × 10 6  км
  122. ^ Большая полуось орбиты Луны равна384 400 км , что составляет 19,2% от двух миллионов км, или около одной пятой. Уильямс, Дэвид Р. (20 декабря 2021 г.), Информационный бюллетень о Луне, НАСА , получено 23 сентября 2023 г.
  123. ^ аб Папаяннис 1972, стр. 12–149.
  124. ↑ Эбби Сессна (5 июля 2009 г.), «Межпланетное пространство», Universe Today , архивировано из оригинала 19 марта 2015 г.
  125. ↑ Филлипс, Тони (29.09.2009), Cosmic Rays Hit Space Age High, NASA, заархивировано из оригинала 14.10.2009 , извлечено 20.10.2009 .
  126. ↑ Kohler, Susanna (1 декабря 2017 г.), «Смещающийся щит обеспечивает защиту от космических лучей», Nova , Американское астрономическое общество, стр. 2992, Bibcode : 2017nova.pres.2992K , получено 31 января 2019 г.
  127. ↑ NASA (12 марта 2019 г.), «Что обнаружили ученые после просеивания пыли в Солнечной системе», EurekAlert!, получено 12 марта 2019 г.
  128. ^ Флинн, Г. Дж. и др. (2003), «Происхождение органической материи в Солнечной системе: доказательства, полученные из частиц межпланетной пыли», в Норрис, Р.; Стоотман, Ф. (ред.), Биоастрономия 2002: Жизнь среди звезд, Труды симпозиума МАС № 213 , т. 213, стр. 275, Bibcode : 2004IAUS..213..275F.
  129. ^ Leinert, C.; Grun, E. (1990), "Межпланетная пыль", Physics of the Inner Heliosphere I , стр. 207, Bibcode : 1990pihl.book..207L, doi : 10.1007/978-3-642-75361-9_5, ISBN 978-3-642-75363-3.
  130. ^ Джонсон, Р. Э. (август 1994 г.), «Плазмоиндуцированное распыление атмосферы», Space Science Reviews , 69 (3–4): 215–253, Bibcode : 1994SSRv...69..215J, doi : 10.1007/BF02101697, S2CID  121800711.
  131. ↑ Цзя-Руй Кук (12 сентября 2013 г.), «Как мы узнаем, когда «Вояджер» достигнет межзвездного пространства?», JPL News , 2013-278, архивировано из оригинала 15 сентября 2013 г.
  132. ^ Купер, Кит (17.01.2023). «Межзвездное пространство: что это и где оно начинается?». Space.com . Получено 30.01.2024 .
  133. ^ ab Ferrière, Katia M. (2001), «Межзвездная среда нашей галактики», Reviews of Modern Physics , 73 (4): 1031–1066, arXiv : astro-ph/0106359 , Bibcode : 2001RvMP...73.1031F, doi : 10.1103/RevModPhys.73.1031, S2CID  16232084.
  134. ^ Витт, Адольф Н. (октябрь 2001 г.), «Химический состав межзвездной среды», Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences – Origin and early evolution of solid matter in the Solar System , т. 359, стр. 1949, Bibcode : 2001RSPTA.359.1949W, doi : 10.1098/rsta.2001.0889, S2CID  91378510.
  135. ^ Буларес, Ахмед; Кокс, Дональд П. (декабрь 1990 г.), «Галактическое гидростатическое равновесие с магнитным напряжением и диффузией космических лучей», Astrophysical Journal, часть 1 , 365 : 544–558, Bibcode : 1990ApJ...365..544B, doi : 10.1086/169509.
  136. ^ Раухфусс 2008, стр. 72–81.
  137. ↑ Клемперер, Уильям (15 августа 2006 г.), «Межзвездная химия», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , 103 (33): 12232–12234, Bibcode : 2006PNAS..10312232K, doi : 10.1073/pnas.0605352103 , PMC 1567863 , PMID  16894148. 
  138. ^ Redfield, S. (сентябрь 2006 г.), «Локальная межзвездная среда», New Horizons in Astronomy; Труды конференции, состоявшейся 16–18 октября 2005 г. в Техасском университете, Остин, Техас, США , Frank N. Bash Symposium ASP Conference Series, т. 352, стр. 79, arXiv : astro-ph/0601117 , Bibcode : 2006ASPC..352...79R.
  139. ^ Маккомас, DJ и др. (2012), «Межзвездное взаимодействие гелиосферы: отсутствие головной ударной волны», Science , 336 (6086): 1291–3, Bibcode : 2012Sci...336.1291M, doi : 10.1126/science.1221054 , PMID  22582011, S2CID  206540880.
  140. ^ ab Fox, Karen C. (10 мая 2012 г.), NASA – IBEX обнаруживает отсутствующую границу на краю Солнечной системы, NASA, заархивировано из оригинала 12 мая 2012 г. , извлечено 14 мая 2012 г.
  141. ^ Вшолек 2013, стр. 67.
  142. ^ Jafelice, Luiz C.; Opher, Reuven (июль 1992 г.), «Происхождение межгалактических магнитных полей из-за внегалактических струй», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 257 (1): 135–151, Bibcode : 1992MNRAS.257..135J, doi : 10.1093/mnras/257.1.135 .
  143. ↑ Wadsley, James W.; et al. (20 августа 2002 г.), «Вселенная в горячем газе», Astronomy Picture of the Day , NASA, архивировано из оригинала 9 июня 2009 г. , извлечено 19 июня 2009 г.
  144. ^ «Межгалактическая среда», Гарвард и Смитсоновский институт , 2022-06-16 , получено 2024-04-16 .
  145. ^ ab Fang, T.; et al. (2010), «Подтверждение поглощения рентгеновских лучей теплой-горячей межгалактической средой в стене Скульптора», The Astrophysical Journal , 714 (2): 1715, arXiv : 1001.3692 , Bibcode : 2010ApJ...714.1715F, doi : 10.1088/0004-637X/714/2/1715, S2CID  17524108.
  146. ^ Оппенгеймер, Бенджамин Д.; Дейв, Ромеел (декабрь 2006 г.), «Космологическое моделирование обогащения межгалактической среды галактическими потоками», Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 373 (4): 1265–1292, arXiv : astro-ph/0605651 , Bibcode : 2006MNRAS.373.1265O, doi : 10.1111/j.1365-2966.2006.10989.x .
  147. ^ Быков, AM и др. (февраль 2008 г.), «Процессы равновесия в тепло-горячей межгалактической среде», Space Science Reviews , 134 (1–4): 141–153, arXiv : 0801.1008 , Bibcode : 2008SSRv..134..141B, doi : 10.1007/s11214-008-9309-4, S2CID  17801881.
  148. ^ Wakker, BP; Savage, BD (2009), «Связь между межгалактическими HI/O VI и близлежащими (z<0,017) галактиками», Серия приложений к астрофизическому журналу , 182 (1): 378, arXiv : 0903.2259 , Bibcode : 2009ApJS..182..378W, doi : 10.1088/0067-0049/182/1/378, S2CID  119247429.
  149. ^ Матисен, Б.Ф.; Эврард, А.Е. (2001), «Четыре показателя температуры внутри скопления и их связь с динамическим состоянием скопления», The Astrophysical Journal , 546 (1): 100, arXiv : astro-ph/0004309 , Bibcode : 2001ApJ...546..100M, doi : 10.1086/318249, S2CID  17196808.
  150. ↑ Грант 1981, стр. 10.
  151. ^ Портер, Парк и Дастон 2006, с. 27.
  152. ^ Экерт 2006, стр. 5.
  153. ↑ Нидхэм и Ронан 1985, стр. 82–87.
  154. ^ Уэст, Джон Б. (март 2013 г.), «Торричелли и воздушный океан: первое измерение барометрического давления», Physiology (Bethesda) , 28 (2): 66–73, doi :10.1152/physiol.00053.2012, PMC 3768090 , PMID  23455767. 
  155. ^ Холтон и Браш 2001, стр. 267–268.
  156. ↑ Каджори 1917, стр. 64–66.
  157. ↑ Генц 2001, стр. 127–128.
  158. ^ Тассул и Тассул 2004, стр. 22.
  159. ^ Гатти 2002, стр. 99–104.
  160. ↑ Келли 1965, стр. 97–107.
  161. ↑ Оленик, Апостол и Гудштейн 1986, стр. 356.
  162. ^ Харихаран 2003, стр. 2.
  163. ↑ Оленик, Апостол и Гудштейн 1986, стр. 357–365.
  164. ^ Тагард 1992, стр. 206–209.
  165. ^ Маор 1991, стр. 195.
  166. ↑ Уэбб 1999, стр. 71–73.
  167. ↑ Кертис, Хебер Д. (январь 1988 г.), «Новые в спиральных туманностях и теория островной вселенной», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 100 : 6–7, Bibcode : 1988PASP..100....6C, doi : 10.1086/132128 .
  168. ↑ Cepheid Variable Stars & Distance Determination, CSIRO Australia, 25 октября 2004 г., архивировано из оригинала 30 августа 2011 г. , извлечено 12 сентября 2011 г.
  169. ↑ Тайсон и Голдсмит 2004, стр. 114–115.
  170. ↑ «Cosmic Times», Imagine the Universe!, 8 декабря 2017 г. , получено 31 октября 2024 г.
  171. ↑ Лемэтр, Ж. (май 1931 г.), «Начало мира с точки зрения квантовой теории», Nature , 127 (3210): 706, Bibcode : 1931Natur.127..706L, doi : 10.1038/127706b0 , S2CID  4089233.
  172. ^ Big Bang Cosmology, NASA , получено 24.04.2024 .
  173. ^ ab Assis, AKT; et al. (июль 1995 г.), «История температуры 2,7 К до Пензиаса и Вильсона», Apeiron , 2 (3): 79–87.
  174. ↑ Woods, W. David; O'Brien, Frank (2006), «Day 1: The Green Team and Separation», Apollo 8 Flight Journal , NASA, архивировано из оригинала 23 сентября 2008 г. , извлечено 29 октября 2008 г.МЕТКА ВРЕМЕНИ 003:42:55.
  175. ^ Пфоцер, Г. (июнь 1972 г.), «История использования воздушных шаров в научных экспериментах», Space Science Reviews , 13 (2): 199–242, Bibcode : 1972SSRv...13..199P, doi : 10.1007/BF00175313, S2CID  120710485.
  176. ^ О'Лири 2009, стр. 209–224.
  177. ↑ Харрисон 2002, стр. 60–63.
  178. ^ Орлофф 2001.
  179. ^ Хардести, Эйсман и Хрущев 2008, стр. 89–90.
  180. ^ Коллинз 2007, стр. 86.
  181. ^ Харрис 2008, стр. 7, 68–69.
  182. ↑ Уолл, Майк (12 сентября 2013 г.), «Voyager 1 покинул Солнечную систему», Интернет , Space.com, архивировано из оригинала 14 сентября 2013 г. , извлечено 13 сентября 2013 г.
  183. ^ Разани 2012, стр. 97–99.
  184. ^ «Space Foundation публикует космический отчет за второй квартал 2023 года, показывающий годовой рост мировой космической экономики до 546 млрд долларов», Space Foundation , 2023-07-25 , получено 2024-04-24 .
  185. ↑ Биссет, Виктория (04.02.2023), «В мире беспилотников и спутников зачем вообще нужен шпионский шар?», Washington Post , дата обращения 24.04.2024 .
  186. ^ Харрингтон, Дж. Д. и др. (12 декабря 2012 г.), «Хаббл» НАСА провел первую перепись галактик вблизи космической зари, НАСА, 12-428, заархивировано из оригинала 22 марта 2015 г.
  187. ↑ Ландграф, М. и др. (февраль 2001 г.), «IRSI/Darwin: вглядываясь сквозь межпланетное пылевое облако», ESA Bulletin , 105 (105): 60–63, arXiv : astro-ph/0103288 , Bibcode : 2001ESABu.105...60L.
  188. ^ Maccone, Claudio (август 2001), "Поиск биоастрономических сигналов с обратной стороны Луны", в Ehrenfreund, P.; Angerer, O.; Battrick, B. (ред.), Exo-/astro-biology. Труды Первого Европейского семинара , т. 496, Нордвейк: Отдел публикаций ЕКА, стр. 277–280, Bibcode : 2001ESASP.496..277M, ISBN 978-92-9092-806-5.
  189. ↑ Хьюз, Аманда Джейн; Сольдини, Стефания (26 ноября 2020 г.), Солнечные диски, которые могли бы обеспечивать энергией Землю, BBC , получено 29 мая 2024 г.
  190. ↑ Chapmann, Glenn (22–27 мая 1991 г.), «Космос: идеальное место для производства микрочипов», в Blackledge, R.; Radfield, C.; Seida, S. (ред.), Труды 10-й Международной конференции по развитию космоса (PDF) , Сан-Антонио, Техас, стр. 25–33, архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-06 , извлечено 2010-01-12 .{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  191. ^ Форган, Дункан Х.; Элвис, Мартин (октябрь 2011 г.), «Добыча полезных ископаемых на внесолнечных астероидах как судебное доказательство существования внеземного разума», Международный журнал астробиологии , 10 (4): 307–313, arXiv : 1103.5369 , Bibcode : 2011IJAsB..10..307F, doi : 10.1017/S1473550411000127, S2CID  119111392.
  192. ^ Бертон, Родни и др. (май 2005 г.), «Недорогой запуск полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту», Журнал космических аппаратов и ракет , 43 (3): 696–698, Bibcode : 2006JSpRo..43..696B, doi : 10.2514/1.16244.
  193. ^ Болонкин 2010, стр. xv.
  194. ↑ Crawford, IA (сентябрь 1990 г.), «Межзвездные путешествия: обзор для астрономов», Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society , 31 : 377–400, Bibcode : 1990QJRAS..31..377C.
  195. ^ Юй, Синьсянь и др. (июль 2022 г.), «Улучшенная радиационная охлаждающая краска с пузырьками битого стекла», Возобновляемая энергия , 194 : 129–136, Bibcode : 2022REne..194..129Y, doi : 10.1016/j.renene.2022.05.094, S2CID  248972097 – через Elsevier Science Direct, Радиационное охлаждение не потребляет внешнюю энергию, а скорее собирает холод из внешнего пространства как новый возобновляемый источник энергии.
  196. ^ Ma, Hongchen (2021), «Гибкое дневное радиационное охлаждение, улучшенное за счет включения трехфазных композитов с рассеивающими интерфейсами между кремниевыми микросферами и иерархическими пористыми покрытиями», ACS Applied Materials & Interfaces , 13 (16): 19282–19290, arXiv : 2103.03902 , doi : 10.1021/acsami.1c02145, PMID  33866783, S2CID  232147880 – через ACS Publications, Дневное радиационное охлаждение в последнее время привлекло значительное внимание из-за его огромного потенциала для пассивного использования холода Вселенной в качестве чистой и возобновляемой энергии.
  197. ^ Zevenhovena, Ron; Fält, Martin (июнь 2018 г.), «Радиационное охлаждение через атмосферное окно: третий, менее интрузивный геоинженерный подход», Energy , 152 : 27, Bibcode : 2018Ene...152...27Z, doi : 10.1016/j.energy.2018.03.084 – через Elsevier Science Direct, Альтернативным, третьим геоинженерным подходом было бы улучшенное охлаждение за счет теплового излучения с поверхности Земли в космос.
  198. ^ Ван, Тонг и др. (2021), «Структурный полимер для высокоэффективного пассивного радиационного охлаждения в течение всего дня», Nature Communications , 12 (365): 365, doi :10.1038/s41467-020-20646-7, PMC 7809060 , PMID  33446648, Одним из возможных альтернативных подходов является пассивное радиационное охлаждение — обращенная к небу поверхность Земли спонтанно охлаждается, излучая тепло в ультрахолодное внешнее пространство через окно прозрачности длинноволновой инфракрасной области (LWIR) атмосферы (λ ~ 8–13 мкм). 
  199. ^ Хео, Се-Ён и др. (июнь 2022 г.), «Отвод тепла с помощью фотонных структур: радиационное охлаждение и его потенциал», Журнал химии материалов C , 10 (27): 9915–9937, doi :10.1039/D2TC00318J, S2CID  249695930 – через Королевское химическое общество.

Источники

Внешние ссылки