Когда альпинисты поднимаются на Эверест, они обычно берут с собой кислородные баллоны, устройства, которые позволяют им свободно дышать на больших высотах. Это необходимо, потому что чем ближе вы подходите к краю земной атмосферы, тем меньше кислорода там доступно по сравнению с обильными его количествами, имеющимися на уровне моря.

Это лишь один из примеров того, насколько изменчива атмосфера Земли, который также демонстрирует элементный состав её слоёв, от тропосферы, расположенной вблизи уровня моря, до экзосферы, расположенной в её самых отдаленных областях. По данным Национальной метеорологической службы, место, где заканчивается и начинается каждый слой, определяется четырьмя ключевыми характеристиками: изменением температуры, химическим составом, плотностью и движением газов внутри него.

Где заканчивается Земля и начинается космическое пространство?Изображение: studio023 via Getty Images

Итак, имея это в виду, где на самом деле заканчивается атмосфера Земли? А где начинается космос?

По данным NASA, каждый из слоев атмосферы играет роль в обеспечении того, чтобы на нашей планете могли существовать все формы жизни, делая всё — от блокирования вызывающего рак космического излучения до создания давления, необходимого для производства воды.

«По мере того, как вы удаляетесь от Земли, атмосфера становится менее плотной, — рассказала Live Science Катрина Боссерт (Katrina Bossert), космический физик из Университета штата Аризона. — Состав также меняется, и более лёгкие атомы и молекулы начинают доминировать, в то время как тяжёлые молекулы остаются ближе к поверхности Земли.»

По мере того как вы поднимаетесь в атмосфере, давление или вес атмосферы над вами быстро ослабевает. Несмотря на то, что в коммерческих самолётах есть герметичные салоны, быстрые перепады высоты могут повлиять на тонкие евстахиевы трубы, соединяющие уши с носом и горлом.

«Вот почему ваши уши закладывает во время взлёта самолёта», — говорит Мэтью Игель (Matthew Igel), адъюнкт-профессор атмосферных наук в Калифорнийском университете в Дэвисе.

В конце концов воздух становится слишком разрежённым, чтобы обычные самолёты вообще могли летать на такой высоте, кроме того, подобные летательные аппараты не способны генерировать достаточную подъёмную силу. Тут-то и начинается область, которую учёные определили как конец нашей атмосферы и начало космоса.

Она известна как линия Кармана, названная в честь Теодора фон Кармана (Theodore von Kármán), американского физика венгерского происхождения, который в 1957 году стал первым человеком, который попытался определить границу между Землёй и космическим пространством.

Эта линия, учитывая, что она отмечает границу между Землёй и космосом, не только указывает, где лежат пределы возможностей самолёта, но также имеет решающее значение для учёных и инженеров при выяснении того, как удерживать космические корабли и спутники на орбите вокруг Земли.

«Линия Кармана — это приблизительная область, обозначающая высоту, выше которой спутники смогут вращаться вокруг Земли, не сгорая и не сходя с орбиты, прежде чем хотя бы один раз облетят Землю», — сказала Боссерт.

«Обычно это определяется как 100 километров [62 мили] над Землёй, — добавил Игель. — Что-то может вращаться вокруг Земли на высотах ниже линии Кармана, но для этого потребуется чрезвычайно высокая орбитальная скорость, которую будет трудно поддерживать из-за трения. Но ничто этого не запрещает.»

«В этом и заключается смысл линии Кармана: это воображаемый, но практический порог между воздушными и космическими путешествиями», — отметил специалист.

По словам Боссерт, различные факторы, такие как размер и форма спутника, играют роль в определении того, какое сопротивление воздуха он будет испытывать и, следовательно, его способность успешно вращаться вокруг Земли. Как правило, спутники, находящиеся на низкой околоземной орбите — классификация, которая, как правило, даётся спутникам на высоте менее 621 мили (1000 км), но иногда и на высоте 99 миль (160 км) над Землёй, по данным Европейского космического агентства — будут падать с орбиты через несколько лет, говорит Боссерт, — из-за «сопротивления верхних слоев атмосферы Земли, постепенно замедляющего орбитальную скорость».

Где заканчивается Земля и начинается космическое пространство?
Иллюстрация слоев атмосферы Земли. Изображение: ttsz via Getty Images

Однако это не означает, что атмосферу Земли невозможно обнаружить за пределами 1000 км.

«Атмосфера не исчезает просто так, как только вы попадаете в область, где вращаются спутники, — объясняет Боссерт. — Пройдут тысячи и тысячи километров, прежде чем исчезнут следы земной атмосферы. Самые внешние атомы земной атмосферы, атомы водорода, составляющие её геокорону [самую внешнюю область атмосферы], могут простираться даже за пределы Луны.»

И тут возникает вопрос, если кто-нибудь доберётся до линии Кармана, заметит ли он что-нибудь? Осознают ли они, что, по сути, пересекают границу между Землёй и космосом? Ответ: не совсем.

«На самом деле ничего не меняется», — сказала Боссерт.

«Линия сама по себе не является физической, поэтому её пересечение не заметно, да и толщины у неё нет», — согласился Игель.

А как насчёт выживания на линии Кармана, хотя бы на короткое время? Что, если бы вас сбросили туда без сделанного на заказ скафандра или кислородного баллона в альпинистском стиле? Если бы вы смогли до неё добраться, смогли бы вы дышать на такой большой высоте? И могут ли достигать такой высоты птицы?

«В принципе, полёт до линии Кармана возможен, — говорит Игель. — Однако на практике животные не могут выжить на высотах выше «предела Армстронга», то есть примерно в 20 км [12 миль] над поверхностью земли, где давление настолько низкое, что жидкость в лёгких просто закипает.»

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев