KHôNG GIAN CAO BAO NHIêU?

Send

Nhìn lên bầu trời đêm, và bạn thấy gì? Không gian, lấp lánh và lấp lánh trong tất cả vinh quang của nó. Về mặt thiên văn học, không gian thực sự khá gần, chỉ còn sót lại ở phía bên kia của lớp mỏng mà chúng ta gọi là bầu khí quyển. Và nếu bạn nghĩ về nó, Trái đất không khác gì một hòn đảo nhỏ trong biển không gian. Vì vậy, nó hoàn toàn theo nghĩa đen xung quanh chúng ta.

Theo định nghĩa, không gian được định nghĩa là điểm mà bầu khí quyển Trái đất kết thúc và khoảng trống của không gian bắt đầu. Nhưng chính xác là bao xa? Bạn cần đi du lịch cao bao nhiêu trước khi bạn thực sự có thể chạm vào không gian? Như bạn có thể tưởng tượng, với định nghĩa chủ quan như vậy, mọi người có xu hướng không đồng ý về chính xác nơi không gian bắt đầu.

Định nghĩa:

Định nghĩa chính thức đầu tiên về không gian đến từ Ủy ban Cố vấn Hàng không Quốc gia (tiền thân của NASA), người đã quyết định điểm áp suất khí quyển nhỏ hơn một pound mỗi foot vuông. Đây là độ cao mà các bề mặt kiểm soát máy bay không còn có thể được sử dụng, và tương ứng với khoảng 81 km (50 dặm) trên bề mặt trái đất.

Bất kỳ phi công thử nghiệm hay phi hành gia nào của NASA vượt qua độ cao này đều được trao tặng đôi cánh phi hành gia của họ. Ngay sau khi định nghĩa đó được thông qua, kỹ sư hàng không vũ trụ Theodore von Kármán đã tính toán rằng trên độ cao 100 km, bầu khí quyển sẽ mỏng đến mức một chiếc máy bay sẽ phải di chuyển với vận tốc quỹ đạo để có được bất kỳ lực nâng nào.

Độ cao này sau đó đã được Liên đoàn thể thao hàng không thế giới (Fédération Aéronautique Internationale, FAI) thông qua là Đường Karman. Và vào năm 2012, khi Felix Baumgartner phá vỡ kỷ lục về sự rơi tự do cao nhất, anh đã nhảy từ độ cao 39 km (24,23 mi), chưa đầy một nửa lên vũ trụ (theo định nghĩa của NASA).

Tương tự như vậy, không gian thường được định nghĩa là bắt đầu ở độ cao thấp nhất mà tại đó các vệ tinh có thể duy trì quỹ đạo trong một thời gian hợp lý - đó là khoảng 160 km (100 dặm) trên bề mặt. Những định nghĩa khác nhau này rất phức tạp khi người ta tính đến định nghĩa của từ bầu không khí.

Khí quyển của Trái đất:

Khi chúng ta nói về bầu khí quyển Trái đất, chúng ta có xu hướng nghĩ về khu vực nơi áp suất không khí vẫn đủ cao để gây ra sức cản không khí, hoặc nơi không khí chỉ đủ dày để thở. Nhưng trên thực tế, bầu khí quyển Trái đất được tạo thành từ năm tầng chính - tầng đối lưu, tầng đối lưu, tầng đối lưu, tầng đối lưu và tầng không gian - tầng thứ hai kéo dài khá xa vào không gian.

Thermosphere, tầng cao thứ hai của khí quyển, kéo dài từ độ cao khoảng 80 km (50 dặm) cho đến nhiệt độ, ở độ cao 500 dặm1000 km (310 nhiệt620 mi). Phần dưới của tầng nhiệt điện, - từ 80 đến 550 km (50 đến 342 mi) - chứa tầng điện ly, được đặt tên như vậy bởi vì ở đây trong bầu khí quyển các hạt bị ion hóa bởi bức xạ mặt trời.

Do đó, đây là nơi xảy ra hiện tượng Aurora Borealis và Aurara Australis. Trạm vũ trụ quốc tế cũng quay quanh lớp này, trong khoảng từ 320 đến 380 km (200 đến 240 dặm) và cần phải được tăng cường liên tục vì ma sát với bầu khí quyển vẫn xảy ra.

Lớp ngoài cùng, được gọi là ngoài vũ trụ, kéo dài đến độ cao 10.000 km (6214 mi) phía trên hành tinh. Lớp này chủ yếu bao gồm mật độ cực thấp của hydro, heli và một số phân tử nặng hơn (nitơ, oxy, CO²). Các nguyên tử và phân tử cách xa nhau đến mức ngoài vũ trụ không còn hoạt động như một chất khí và các hạt liên tục thoát ra ngoài không gian.

Chính tại đây, bầu không khí Trái đất thực sự hòa nhập với sự trống rỗng của không gian bên ngoài, nơi không có bầu khí quyển. Do đó, tại sao phần lớn các vệ tinh Trái đất quỹ đạo trong khu vực này. Đôi khi, Aurora Borealis và Aurora Australis xảy ra ở phần dưới của ngoài vũ trụ, nơi chúng trùng nhau vào tầng nhiệt. Nhưng ngoài điều đó, không có hiện tượng khí tượng trong khu vực này.

Liên hành tinh so với giữa các vì sao:

Một điểm khác biệt quan trọng khi thảo luận về không gian là sự khác biệt giữa sự nằm giữa các hành tinh (không gian liên hành tinh) và sự khác biệt giữa các hệ sao (không gian giữa các vì sao) trong thiên hà của chúng ta. Nhưng tất nhiên, đó chỉ là phần nổi của tảng băng trôi khi vào vũ trụ.

Nếu người ta đúc lưới rộng hơn, thì cũng có không gian nằm giữa các thiên hà trong Vũ trụ (không gian liên thiên hà). Trong mọi trường hợp, định nghĩa liên quan đến các khu vực nơi nồng độ vật chất thấp hơn đáng kể so với các nơi khác - tức là một khu vực bị chiếm đóng tập trung bởi một hành tinh, ngôi sao hoặc thiên hà.

Ngoài ra, trong cả ba định nghĩa, các phép đo liên quan đều vượt xa mọi thứ mà con người chúng ta đã quen với việc xử lý một cách thường xuyên. Một số nhà khoa học tin rằng không gian mở rộng vô tận theo mọi hướng, trong khi những người khác tin rằng không gian là hữu hạn, nhưng không bị ràng buộc và liên tục (tức là không có bắt đầu và kết thúc).

Nói cách khác, có một lý do mà họ gọi đó là không gian - ở đó có rất nhiều thứ!

Thăm dò:

Cuộc thám hiểm không gian (có nghĩa là, nằm ngay ngoài bầu khí quyển của Trái đất) đã bắt đầu một cách nghiêm túc với cái được gọi là Thời đại Không gian của Hồi, Thời kỳ khám phá mới này bắt đầu khi Hoa Kỳ và Liên Xô đặt mục tiêu của họ vào việc đặt vệ tinh và mô-đun phi hành đoàn vào quỹ đạo.

Sự kiện lớn đầu tiên của Thời đại vũ trụ diễn ra vào ngày 4 tháng 10 năm 1957, với sự ra mắt của Sputnik 1 bởi Liên Xô - vệ tinh nhân tạo đầu tiên được phóng lên quỹ đạo. Đáp lại, khi đó, Tổng thống Dwight D. Eisenhower đã ký Đạo luật Hàng không và Vũ trụ Quốc gia vào ngày 29 tháng 7 năm 1958, chính thức thành lập NASA.

Ngay lập tức, NASA và chương trình không gian của Liên Xô bắt đầu thực hiện các bước cần thiết để tạo ra tàu vũ trụ có người lái. Đến năm 1959, cuộc thi này đã dẫn đến việc tạo ra chương trình Vostok của Liên Xô và Dự án Sao Thủy của NASA. Trong trường hợp của Vostok, việc này bao gồm phát triển một viên nang không gian có thể được phóng lên trên một tên lửa mang có thể sử dụng được.

Cùng với nhiều thử nghiệm không người lái và một vài con chó sử dụng, sáu phi công Liên Xô đã được chọn vào năm 1960 để trở thành người đàn ông đầu tiên lên vũ trụ. Vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, nhà du hành vũ trụ Liên Xô Yuri Gagarin đã được đưa lên tàu Vostok 1 tàu vũ trụ từ vũ trụ Baikonur, và do đó trở thành người nắm tay vào vũ trụ (đánh bại người Mỹ Alan Shepard chỉ sau vài tuần).

Vào ngày 16 tháng 6 năm 1963, Valentina Tereshkova được đưa lên quỹ đạo trên tàu Vostok 6 craft (vốn là nhiệm vụ Vostok cuối cùng), và do đó trở thành người phụ nữ đầu tiên đi vào vũ trụ. Trong khi đó, NASA tiếp quản Project Mercury từ Không quân Hoa Kỳ và bắt đầu phát triển khái niệm nhiệm vụ phi hành đoàn của riêng họ.

Được thiết kế để đưa một người đàn ông vào không gian bằng cách sử dụng tên lửa hiện có, chương trình đã nhanh chóng áp dụng khái niệm phóng các viên đạn đạo lên quỹ đạo. Bảy phi hành gia đầu tiên, có biệt danh là Merc Mercury Seven, được chọn từ các chương trình thử nghiệm của Hải quân, Không quân và Hải quân.

Vào ngày 5 tháng 5 năm 1961, phi hành gia Alan Shepard trở thành người Mỹ đầu tiên trên vũ trụ trên tàu Tự do 7 sứ mệnh. Sau đó, vào ngày 20 tháng 2 năm 1962, phi hành gia John Glenn trở thành người Mỹ đầu tiên được đưa lên quỹ đạo bằng một phương tiện phóng Atlas như một phần của Tình bạn 7. Glenn đã hoàn thành ba quỹ đạo của hành tinh Trái đất và ba chuyến bay quỹ đạo khác đã được thực hiện, đỉnh cao là chuyến bay 22 quỹ đạo của L. Gordon Cooper. Đức tin 7, bay vào ngày 15 và 16 tháng 5 năm 1963.

Trong những thập kỷ tiếp theo, cả NASA và Liên Xô bắt đầu phát triển các tàu vũ trụ phi hành đoàn tầm xa, phức tạp hơn. Sau khi Cuộc đua vào Mặt trăng kết thúc với cuộc đổ bộ thành công của Apollo 11 (tiếp theo là một số nhiệm vụ khác của Apollo), trọng tâm bắt đầu chuyển sang thiết lập sự hiện diện vĩnh viễn trong không gian.

Đối với người Nga, điều này dẫn đến sự phát triển liên tục của công nghệ trạm vũ trụ như là một phần của chương trình Salyut. Trong khoảng thời gian từ năm 1972 đến năm 1991, họ đã cố gắng quay quanh bảy trạm riêng biệt. Tuy nhiên, thất bại về kỹ thuật và thất bại trong một tên lửa đẩy tên lửa giai đoạn hai đã gây ra ba lần thử đầu tiên sau Salyut 1 không thành công hoặc dẫn đến việc quỹ đạo của quỹ đạo bị phân rã sau một thời gian ngắn.

Tuy nhiên, đến năm 1974, người Nga đã cố gắng triển khai thành công Salyut 4, theo sau là ba trạm nữa sẽ vẫn ở trên quỹ đạo trong khoảng thời gian từ một đến chín năm. Trong khi tất cả các Salyuts được trình bày cho công chúng như các phòng thí nghiệm khoa học phi quân sự, một số trong số chúng thực sự là vỏ bọc cho quân đội Almaz trạm trinh sát.

NASA cũng theo đuổi sự phát triển của công nghệ trạm vũ trụ, mà đỉnh cao là vào tháng 5 năm 1973 với sự ra mắt của Skylab, sẽ vẫn là America America đầu tiên và chỉ trạm vũ trụ được xây dựng độc lập. Trong quá trình triển khai, Skylab chịu thiệt hại nghiêm trọng, mất bảo vệ nhiệt và một trong những tấm pin mặt trời.

Điều này đòi hỏi phi hành đoàn đầu tiên phải gặp lại nhà ga và tiến hành sửa chữa. Thêm hai phi hành đoàn theo sau, và nhà ga đã bị chiếm đóng trong tổng số 171 ngày trong lịch sử phục vụ của nó. Điều này kết thúc vào năm 1979 với sự sụp đổ của nhà ga trên Ấn Độ Dương và một phần của miền nam Australia.

Đến năm 1986, Liên Xô một lần nữa đi đầu trong việc tạo ra các trạm không gian với việc triển khai Mir. Được ủy quyền vào tháng 2 năm 1976 bởi một nghị định của chính phủ, nhà ga ban đầu được dự định là một mô hình cải tiến của các trạm không gian Salyut. Theo thời gian, nó đã phát triển thành một nhà ga bao gồm nhiều mô-đun và một số cổng cho tàu vũ trụ Soyuz phi hành đoàn và Phát triển tàu vũ trụ hàng hóa.

Mô-đun lõi được đưa lên quỹ đạo vào ngày 19 tháng 2 năm 1986; và từ 1987 đến 1996, tất cả các mô-đun khác sẽ được triển khai và đính kèm. Trong 15 năm phục vụ, Mir đã được viếng thăm bởi tổng cộng 28 phi hành đoàn dài. Thông qua một loạt các chương trình hợp tác với các quốc gia khác, nhà ga cũng sẽ được các phi hành đoàn từ các quốc gia Khối Đông khác, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và NASA ghé thăm.

Sau một loạt các vấn đề kỹ thuật và cấu trúc bắt kịp nhà ga, chính phủ Nga tuyên bố vào năm 2000 rằng họ sẽ ngừng hoạt động trạm vũ trụ. Điều này bắt đầu vào ngày 24 tháng 1 năm 2001, khi một người Nga Phát triển tàu chở hàng đã cập bến với nhà ga và đẩy nó ra khỏi quỹ đạo. Nhà ga sau đó đi vào bầu khí quyển và đâm vào Nam Thái Bình Dương.

Đến năm 1993, NASA bắt đầu hợp tác với người Nga, ESA và Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) để tạo ra Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Kết hợp NASA Trạm vũ trụ Tự do dự án với Liên Xô / Nga Mir-2 nhà ga, châu âu Columbus nhà ga và mô-đun phòng thí nghiệm Kibo của Nhật Bản, dự án cũng được xây dựng trên các nhiệm vụ Shuttle-Mir của Nga-Mỹ (1995-1998).

Với việc nghỉ hưu của Chương trình Tàu con thoi vào năm 2011, các thành viên phi hành đoàn đã được tàu vũ trụ Soyuz chuyển giao độc quyền trong những năm gần đây. Kể từ năm 2014, hợp tác giữa NASA và Roscosmos đã bị đình chỉ đối với hầu hết các hoạt động phi ISS do căng thẳng gây ra bởi tình hình ở Ukraine.

Tuy nhiên, trong vài năm qua, khả năng phóng bản địa đã được khôi phục về Mỹ nhờ các công ty như SpaceX, United Launch Alliance và Blue Origin bước vào để lấp đầy khoảng trống với hạm đội tên lửa tư nhân của họ.

ISS đã liên tục bị chiếm giữ trong 15 năm qua, vượt quá kỷ lục trước đó do Mir nắm giữ; và đã được viếng thăm bởi các phi hành gia và phi hành gia từ 15 quốc gia khác nhau. Chương trình ISS dự kiến sẽ tiếp tục cho đến ít nhất là năm 2020, nhưng có thể được kéo dài đến năm 2028 hoặc có thể lâu hơn, tùy thuộc vào môi trường ngân sách.

Như bạn có thể thấy rõ, nơi bầu không khí của chúng ta kết thúc và không gian bắt đầu là chủ đề của một số cuộc tranh luận. Nhưng nhờ hàng thập kỷ khám phá không gian và ra mắt, chúng tôi đã tìm ra được một định nghĩa làm việc. Nhưng dù định nghĩa chính xác là gì, nếu bạn có thể đi được hơn 100 km, bạn chắc chắn đã kiếm được đôi cánh phi hành gia của mình!

Chúng tôi đã viết nhiều bài viết thú vị về không gian ở đây tại Tạp chí Không gian. Đây là lý do tại sao không gian đen?, Không gian lạnh đến mức nào?, Mảnh vỡ không gian được minh họa: Vấn đề trong ảnh, Không gian liên hành tinh là gì?, Không gian giữa các vì sao là gì? Và không gian liên thiên hà là gì?

Để biết thêm thông tin, hãy xem NASA tiết lộ những bí ẩn về không gian giữa các vì sao và danh sách các nhiệm vụ không gian sâu thẳm này.

Cast Astronomy Cast có các tập về chủ đề này, như Series Trạm không gian, Tập 82: Rác không gian, Tập 281: Vụ nổ trong không gian, Tập 303: Cân bằng trong không gian và Tập 311: Âm thanh trong không gian.

Nguồn: