Межзвёздная пустота и космическое пространство¶

Космос — это физическая пустота, простирающаяся за пределами атмосферы планеты, звёздной системы или галактики, характеризующаяся крайне низкой плотностью вещества, вакуумом и отсутствием привычной для земных условий атмосферы. Термин происходит от греческого слова «κόσμος» (порядок, вселенная), в русский язык он вошёл в XVIII веке в связи с работами Михаила Ломоносова и других учёных, изучавших природу небесных тел.

¶Определение и границы

В научном понимании космос не имеет чёткой внешней границы. Международная авиационная федерация (FAI) считает началом космоса линию Кармана, расположенную на высоте 100 км над уровнем моря. НАСА и ряд других организаций используют порог в 80 км. Ниже этих высот атмосфера ещё оказывает заметное сопротивление полёту, выше — становится практически неощутимым.

Плотность вещества в межзвёздном пространстве оценивается в среднем в один атом на кубический сантиметр, что на много порядков меньше плотности воздуха у поверхности Земли. Температура космического вакуума формально не определена, поскольку отсутствуют частицы, движение которых определяло бы температуру, однако излучение реликтового фона соответствует температуре около 2,7 К.

¶Структура Вселенной

Космическое пространство заполнено различными объектами и структурами:

• Звёзды — массивные светящиеся шары из плазмы, в которых идут термоядерные реакции синтеза. В наблюдаемой Вселенной их число оценивается в 10²²–10²⁴.
• Планеты — твёрдые или газовые тела, вращающиеся вокруг звёзд. В нашей Солнечной системе их восемь.
• Туманности — облака межзвёздного газа и пыли, в которых рождаются новые звёзды.
• Чёрные дыры — области пространства с гравитацией настолько сильной, что даже свет не может их покинуть.
• Тёмная материя и тёмная энергия — гипотетические компоненты, на которые, по современным представлениям, приходится около 95 % массово-энергетической плотности Вселенной.

¶История исследования

¶Ранний период

Первые систематические наблюдения неба связаны с древними цивилизациями — вавилонянами, египтянами, греками, китайцами и индейцами Мезоамерики. Аристотель в IV веке до н. э. обосновал шарообразность Земли, а Птолемей в II веке н. э. создал геоцентрическую модель, просуществовавшую до XVI века.

¶Новейшее время

Николай Коперник в 1543 году опубликовал гелиоцентрическую модель Солнечной системы. Галилео Галилей в 1609–1610 годах впервые направил телескоп на небо, обнаружив спутники Юпитера и фазы Венеры. В XVII–XVIII веках Исаак Ньютон сформулировал законы движения и всемирного тяготения, позволившие рассчитывать орбиты небесных тел.

¶Космическая эра

12 апреля 1957 года Юрий Гагарин на корабле «Восток-1» совершил первый в истории человечества полёт в космос, облетев Землю за 108 минут. Этот полёт открыл космическую эру и стал одним из важнейших событий XX века. Ранее, 4 октября 1957 года, СССР запустил первый искусственный спутник Земли.

В 1969 году американские астронавты Нил Армстронг и Базз Олдрин в рамках миссии «Аполлон-11» впервые высадились на Луну. В 1971 году была запущена первая орбитальная станция «Салют-1», а в 1986 году — модульная станция «Мир», проработавшая до 2001 года.

С 1998 года строится Международная космическая станция (МКС), на которой проводятся совместные исследования представителями нескольких космических агентств. Россия обеспечивает функционирование ряда модулей станции и осуществляет пилотируемые полёты на кораблях «Союз».

¶Космос и Россия

Россия является одним из ведущих космических государств. Ключевые элементы российской космической инфраструктуры:

• Космодром Байконур — первый и крупнейший космодром мира, расположенный в Казахстане, арендованный Россией.
• Космодром Восточный — российский национальный космодром в Амурской области, первый пуск с него состоялся в 2016 году.
• Ракеты-носители семейства «Союз» — одни из самых надёжных и массово применяемых ракет в мире.
• Корабли «Союз» и грузовые «Прогресс» — основные пилотируемые и грузовые транспортные средства для доставки экипажей и снабжения на МКС.

¶Физические условия

В космосе отсутствует атмосферное давление, поэтому открытая человеческая кожа подвергается эффекту «кипения» жидкостей. Без защитного скафандра сознание теряется через 10–15 секунд из-за недостатка кислорода. Космическое излучение, включая солнечную радиацию и галактические космические лучи, создаёт повышенный фон облучения, что является одним из главных ограничений длительных пилотируемых полётов.

В невесомости организм человека претерпевает изменения: происходит перераспределение жидкостей, ослабевают мышцы и кости, нарушается работа вестибулярного аппарата. Для минимизации этих эффектов астронавты ежедневно занимаются физическими упражнениями.

¶Значение

Изучение космоса позволяет понять происхождение и эволюцию Вселенной, искать потенциально пригодные для жизни планеты, развивать навигационные, телекоммуникационные и метеорологические системы, обеспечивающие повседневную деятельность на Земле.

Источники:

• Энциклопедия «Космонавтика»
• «Астрономия: учебник для вузов», под ред. В. Г. Сурдина
• Официальные материалы Роскосмоса
• NASA History Division