Kur sākas kosmoss?

Kosmosa palaišanu ir aizraujoši skatīties un sajust. Raķete izlec no spilventiņa uz kosmosu, rēgojoties augšup un radot trieciena viļņa skaņu, kas grabina tavus kaulus (ja tu esi dažu jūdžu attālumā). Dažu minūšu laikā tas ir nonācis kosmosā, gatavs kosmosā nogādāt kravas (un dažreiz arī cilvēkus).

Bet kad šī raķete patiesībā notiek? ievadiet telpa? Tas ir labs jautājums, uz kuru nav noteiktas atbildes. Nav noteiktas robežas, kas definētu, kur sākas kosmoss. Atmosfērā nav līnijas ar zīmi, kas saka: "Space is Thataway!"

Robežu starp kosmosu un "nevis kosmosu" patiešām nosaka mūsu atmosfēra. Šeit, uz planētas virsmas, tas ir pietiekami biezs, lai uzturētu dzīvību. Paceļoties atmosfērā, gaiss pakāpeniski kļūst plānāks. Ir pēdas gāzēm, kuras mēs elpojam vairāk nekā simts jūdzes virs mūsu planētas, bet galu galā tās izplūst tik daudz, ka tas neatšķiras no kosmosa gandrīz vakuuma. Daži satelīti ir izmērījuši sīkus Zemes atmosfēras bitus vairāk nekā 800 kilometru (gandrīz 500 jūdžu) attālumā. Visi satelīti riņķo labi virs mūsu atmosfēras un tiek oficiāli uzskatīti par "kosmosā". Ņemot vērā, ka mūsu atmosfēra ir tik zema pakāpeniski un nav skaidru robežu, zinātniekiem bija jānāk klajā ar oficiālu "robežu" starp atmosfēru un telpa.

Mūsdienās kosmosa sākuma definīcija, par kuru ir panākta vienošanās, ir aptuveni 100 kilometri (62 jūdzes). To sauc arī par von Kármán līniju. Ikviens, kurš lido virs 80 km (50 jūdzēm) augstumā, parasti tiek uzskatīts par astronautu, vēsta NASA.

Lai uzzinātu, kāpēc ir grūti noteikt, kur sākas kosmoss, apskatiet, kā darbojas mūsu atmosfēra. Padomājiet par to kā slāņu kūku, kas izgatavota no gāzēm. Tas ir biezāks pie mūsu planētas virsmas un plānāks augšpusē. Mēs dzīvojam un strādājam zemākajā līmenī, un lielākā daļa cilvēku dzīvo atmosfēras tuvākā jūdzē. Tikai tad, kad ceļojam pa gaisu vai kāpjam augstos kalnos, nokļūstam reģionos, kur gaiss ir diezgan plāns. Augstākie kalni paceļas no 4200 līdz 9144 metriem (no 14 000 līdz gandrīz 30 000 pēdām).

Lielākā daļa pasažieru sprauslu lido apmēram 10 kilometru (vai 6 jūdžu) augšup. Pat labākās militārās lidmašīnas reti kāpj virs 30 km (98,425 pēdas). Laika baloni var sasniegt 40 kilometru (apmēram 25 jūdzes) augstumā. Meteori uzliesmo apmēram 12 kilometru augšup. Ziemeļu vai dienvidu gaismas (auroālie displeji) ir aptuveni 90 kilometru (~ 55 jūdzes) augstas. Starptautiskā kosmosa stacija Orbītas ir no 330 līdz 410 kilometriem (205–255 jūdzes) virs Zemes virsmas un krietni virs atmosfēras. Tas ir krietni virs robežas, kas norāda telpas sākumu.

Astronomi un planētu zinātnieki kosmosa vidi "gandrīz Zeme" bieži sadala dažādos reģionos. Pastāv "ģeotelpa", kas ir tas kosmosa apgabals, kas atrodas vistuvāk Zemei, bet pamatā ārpus robežas. Tad tur ir "cislunāra" telpa, kas ir reģions, kas sniedzas ārpus Mēness un aptver gan Zemi, gan Mēnesi. Aiz tā atrodas starpplanētu telpa, kas stiepjas ap Sauli un planētām, līdz Oorta mākoņa robežas. Nākamā zona ir starpzvaigžņu telpa (kas aptver telpu starp zvaigznēm). Aiz tām ir galaktiskā telpa un starpgalaktiskā telpa, kas attiecīgi koncentrējas uz telpām galaktikā un starp galaktikām. Vairumā gadījumu atstarpe starp zvaigznēm un plašie reģioni starp galaktikām nav īsti tukši. Šie reģioni parasti satur gāzes molekulas un putekļus un efektīvi veido vakuumu.

Likuma un lietvedības vajadzībām vairums ekspertu uzskata, ka kosmosa sākums ir 100 km (62 jūdzes) augstumā no von Kármán līnijas. Tā nosaukta Teodora fon Kārmāna vārdā - inženieris un fiziķis, kurš smagi strādāja aeronautikā un astronautikā. Viņš bija pirmais, kurš konstatēja, ka atmosfēra šajā līmenī ir pārāk plāna, lai atbalstītu aeronavigācijas lidojumu.

Ir daži ļoti saprotami iemesli, kāpēc šāds dalījums pastāv. Tas atspoguļo vidi, kurā raķetes spēj lidot. Inženieriem, kas projektē kosmosa kuģus, ir jābūt ļoti praktiskiem: jāpārliecinās, ka viņi prot izturēties pret kosmosa satricinājumiem. Ir svarīgi definēt kosmosu atkarībā no atmosfēras noturības, temperatūras un spiediena (vai tāda trūkuma vakuumā), jo transportlīdzekļi un satelīti ir jāveido tā, lai tie izturētu ārkārtēju vidi. Lai droši nolaistos uz Zemes, ASV kosmosa kuģu flotes dizaineri un operatori noteica, ka vilcieniem "kosmosa robeža" bija 122 km augstumā (76 km) jūdzes). Šajā līmenī vilcieni varēja sākt "sajust" atmosfēras vilkmi no Zemes gaisa segas, un tas ietekmēja to, kā viņi tika virzīti uz viņu nosēšanās. Tas joprojām atradās krietni virs fon Kārmāna līnijas, taču patiesībā bija labi inženiertehniski iemesli, lai definētu vilcienus, kas pārnesa cilvēku dzīvības un kuriem bija augstākas drošības prasības.

Kosmosa idejai ir galvenā loma daudzos līgumos, kas regulē kosmosa un tajā esošo ķermeņu mierīgu izmantošanu. Piemēram, Līgums par kosmosu (kuru parakstīja 104 valstis un pirmo reizi ANO pieņēma 1967. gadā) neļauj valstīm pieprasīt suverēnas teritorijas kosmosā. Tas nozīmē, ka neviena valsts nevar atsaukties uz pretenzijām kosmosā un neļaut citām valstīm izstāties.

Tādējādi ģeopolitisko iemeslu dēļ kļuva svarīgi definēt "kosmosu", kam nav nekā kopīga ar drošību vai inženierzinātnēm. Līgumi, kas atsaucas uz kosmosa robežām, nosaka to, ko valdības var darīt pie citām kosmosa struktūrām vai to tuvumā. Tas arī sniedz vadlīnijas cilvēku koloniju attīstībai un citām izpētes misijām uz planētām, pavadoņiem un asteroīdiem.

Paplašināja un rediģēja Karolīna Kolinsa Petersena.