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Espacio exterior

Espacio exterior, llamado a menudo simplemente espacio, refiere a las regiones relativamente vacías del universo fuera de atmósferas de cuerpos celestes. Externo el espacio se utiliza para distinguirlo de espacio aéreo (y localizaciones terrestres). El contrario a la comprensión popular, espacio exterior no es totalmente vacío (es decir. a vacío perfecto) pero contiene una baja densidad de partículas, predominante hidrógeno plasma, así como radiación electromágnetica. Hipotético, también contiene materia oscura y energía oscura.

El término “espacio exterior” primero fue registrado cerca H. G. Pozos en 1901.[1] Más corto plazo espacio es realmente más viejo, primero siendo utilizado significar la región más allá del cielo de la tierra adentro Juan Milton's Paraíso perdido en 1667.[2]

Contenido

Ambiente

Espacio exterior es la aproximación física más cercana de a vacío perfecto. Tiene con eficacia no fricción, permitiendo estrellas, planetas y lunas para moverse libremente a lo largo de trayectoria gravitacional ideal. Pero no hay vacío verdad perfecto, no uniforme en espacio interestelar donde todavía hay algunos átomos del hidrógeno por centímetro cúbico. (Para la comparación, el aire que respiramos contiene cerca de 1019 las moléculas por centímetro cúbico.) el vacío profundo del espacio podrían hacerle un ambiente atractivo para ciertos procesos industriales, por ejemplo los que requieren superficies ultraclean; sin embargo, es actualmente mucho menos costoso crear un vacío equivalente en la tierra que dejar la tierra pozo de la gravedad.

Las estrellas, los planetas y las lunas mantienen su atmósferas al lado de la atracción gravitacional, y como tal, las atmósferas no tienen ningún límite claramente delineado: la densidad del gas atmosférico disminuye simplemente con distancia del objeto. Las gotas de presión atmosférica de la tierra a cerca de 1 PA (10-3 Torr) en 100 kilómetros de altitud, Línea de Kármán cuál es una definición común del límite con el espacio exterior. Más allá de esta línea, la presión de gas isotrópica llega a ser rápidamente insignificante cuando está comparada a presión de la radiación de sol y presión dinámica de viento solar, así que la definición de la presión llega a ser difícil de interpretar. thermosphere en esta gama tiene gradientes grandes de la presión, de la temperatura y de la composición, y varía grandemente debido a tiempo del espacio. Los astrofísicos prefieren utilizar densidad del número para describir estos ambientes, en unidades de partículas por centímetro cúbico.

Pero aunque resuelve la definición del espacio exterior, la densidad atmosférica dentro de los cientos kilómetros primeros sobre la línea de Kármán sigue siendo suficiente producir significativo fricción en satélites. La mayoría de los satélites artificiales funcionan en esta región llamada órbita baja de la tierra y debe encender sus motores cada pocos días para mantener órbita. La fricción aquí es bajo bastante que podría ser superada teóricamente por la presión de la radiación encendido velas solares, un sistema propuesto de la propulsión para recorrido interplanetario. Los planetas son demasiado masivos para que su trayectoria sea afectada por estas fuerzas, aunque sus atmósferas son erosionadas por los vientos solares.

Todo el observable universo se llena de una gran cantidad fotones, el supuesto radiación de fondo cósmica, y absolutamente probablemente un número correspondientemente grande de neutrinos. La corriente temperatura de esta radiación está cerca de 3 K, o °C −270 (°F −454.00).

Contrario a la creencia popular,[3] una persona expuesta repentinamente a vacío no estallaría, helada a la muerte o el dado de la sangre que hierve, pero tomaría un cortocircuito mientras que para morir cerca asfixia (suffocation). Aire inmediatamente se iría pulmones debido al enorme gradiente de la presión. Cualesquiera oxígeno disuelto en la sangre vaciaría en los pulmones para intentar igualar presión parcial gradiente. Deoxygenated una vez sangre llegó el cerebro, muerte seguiría rápidamente.

Los seres humanos y los animales expuestos al vacío perderán sentido después de algunos segundos y de dado de hypoxia dentro de minutos. Sangre y otros fluídos corporales hierven cuando sus gotas de presión debajo del kPa 6.3, (47 Torr,) presión del vapor del agua en la temperatura del cuerpo.[4] Se llama esta condición ebullism. El vapor puede hinchar el cuerpo dos veces a su tamaño normal y circulación lenta, pero los tejidos finos son elásticos y bastante porosos prevenir la ruptura. Ebullism es retardado por la contención de la presión de los vasos sanguíneos, así que algún líquido del restos de la sangre.[5][6] La hinchazón y el ebullism se pueden reducir por la contención en a juego del vuelo. Lanzadera los astronautas usan una ropa elástico cabida llamada el juego de la protección de la altitud del equipo (CASQUILLOS) que previene ebullism en las presiones de hasta sólo el kPa 2 (15 Torr).[7] Vapor de agua también rápidamente evapórese de áreas expuestas tales como los pulmones, córnea de ojo y boca, refrescando el cuerpo. La refrigeración por evaporación rápida de la piel creará helada, particularmente en la boca, pero esto no es un peligro significativo. El espacio puede ser frío, pero es sobre todo vacío y puede transferir apenas calor, así que la preocupación principal de la temperatura para los juegos del espacio es cómo conseguir librada de calor naturalmente generado del cuerpo.

Las atmósferas frías u oxígeno-ricas pueden sostener vida en las presiones mucho más bajo que atmosféricas, mientras la densidad del oxígeno sea similar a la de la atmósfera estándar del nivel del mar. Las temperaturas de un aire más frío encontraron en las altitudes de hasta 3 kilómetros compensan generalmente las presiones más bajas allí.[4] Sobre esta altitud, el enriquecimiento del oxígeno es necesario prevenir enfermedad de altitud, y spacesuits sea necesario prevenir ebullism sobre 19 kilómetros.[4] La mayoría de los spacesuits utilizan el kPa solamente 20 (150 Torr) del oxígeno puro, de bastante para sostener el sentido completo. Esta presión es arriba bastante prevenir ebullism, pero simple evaporación de sangre puede todavía causar enfermedad de descompresión y embolias del gas si no manejado.

Rápido descompresión puede ser mucho más peligroso que la exposición sí mismo del vacío. Aunque la víctima no lleva a cabo su respiración, expresando a través del windpipe puede ser demasiado lenta prevenir la ruptura fatal del delicado alvéolos de pulmones.[4] Eardrums y los sinos se pueden romper por la descompresión rápida, los tejidos finos suaves pueden contusionar y filtrar sangre, y la tensión de la voluntad del choque acelera la consumición del oxígeno que conduce al hypoxia.[8] Lesiones causadas por la descompresión rápida se llaman barotrauma. Una gota de presión tan pequeña como 100 Torr, (el kPa 13,) que no produce ningún síntoma si es gradual, puede ser fatal si ocurre repentinamente.[4]

Espacio contra órbita

Para realizar spaceflight orbital, una nave espacial debe viajar más rápidamente que debe para a spaceflight secundario-orbital. Una nave espacial no ha entrado órbita hasta que está viajando con una velocidad horizontal suficientemente grande tales que aceleración debido a gravedad en la nave espacial está inferior o igual centrípeto aceleración que es causada por su velocidad horizontal (véase movimiento circular). Para entrar tan órbita, una nave espacial debe no sólo alcanzar el espacio, pero debe también alcanzar un suficiente velocidad orbital (velocidad angular). Para una órbita de la bajo-Tierra, éste es cerca de 7.9 km/s (18.000 mph); por el contrario, la velocidad más rápida del aeroplano alcanzada siempre (excepto las velocidades alcanzadas deorbiting la nave espacial) era 2.02 km/s (4.520 mph) en 1967 del norteamericano X-15[9]. Konstantin Tsiolkovsky era la primera persona para realizar eso, dado energía disponible de disponible producto químico combustible, una vario-etapa cohete sea requerido. velocidad del escape para tirar libremente del campo gravitacional de la tierra en conjunto y moverse en espacio interplanetario es cerca de 40.000 kilómetros por hora (25.000 mph o 11.000 m/s). La energía requerida para alcanzar la velocidad para la órbita baja de la tierra (32 MJ/kg) están cerca de veinte veces la energía requerida simplemente para subir a la altitud correspondiente (10 kJ/(kilómetro·kilogramo)).

Hay una diferencia importante en medio secundario-orbital y spaceflights orbitales. La altitud mínima para una órbita estable alrededor de la tierra (es decir, una sin significativo fricción atmosférica) comienza aproximadamente 350 kilómetros (220 millas) sobre nivel del mar malo. Un malentendido común sobre el límite al espacio es que la órbita ocurre simplemente alcanzando esta altitud. La realización de velocidad orbital puede ocurrir teóricamente en cualquier altitud, aunque la fricción atmosférica imposibilita una órbita que sea demasiado baja. A la suficiente velocidad, un aeroplano necesitaría una manera de guardarla de volar apagado en espacio, pero actualmente, esta velocidad es varias veces mayor que cualquier cosa dentro de tecnología razonable.

Regiones

Espacie ser no un vacío perfecto, sus diversas regiones son definidas por las varios atmósferas y “vientos” que dominan dentro de ellos, y extienden al punto en más allá de el cual esos vientos llevan a ésos. Geospace extiende de la atmósfera de la tierra a los alcances externos del campo magnético de la tierra, con lo cual lleva a viento solar del espacio interplanetario. El espacio interplanetario extiende a heliopause, con lo cual el viento solar lleva a los vientos del medio interestelar. El espacio interestelar entonces continúa a los bordes de la galaxia, donde se descolora en el vacío intergaláctico.

Geospace

En el contexto de tiempo del espacio, geospace está la región del espacio exterior cerca de la tierra. Geospace incluye la región superior del atmósfera, así como ionosphere y magnetosfera. Correas de la radiación de Van Allen también mentira dentro del geospace.

No hay límite claro en medio Atmósfera de la tierra y espacio como densidad de la atmósfera de las disminuciones gradualmente como altitud aumentos. Sin embargo, Fédération Aéronautique Internationale ha establecido Línea de Kármán en una altitud de 100 kilómetros (62 millas) como definición de trabajo para el límite entre la aeronáutica y la astronáutica. Se utiliza esto porque sobre una altitud de áspero 100 kilómetros, como Theodore von Kármán calculado, un vehículo tendría que viajar más rápidamente que velocidad orbital para derivar suficiente elevación aerodinámica de la atmósfera para apoyarse. Estados Unidos señala a gente que viaja sobre una altitud de 80 kilómetros (50 millas del estatuto) como astronautas. Durante reingreso, áspero 120 kilómetros (75 millas) marcan el límite donde fricción atmosférica llega a ser sensible, dependiendo de coeficiente balístico del vehículo.

Geospace es poblado en las densidades muy bajas por las partículas eléctricamente cargadas, que movimientos son controlados por Campo magnético de la tierra. Estas plasmas forman un medio de el cual tormenta-como disturbios accionó por viento solar puede conducir corrientes eléctricas en la atmósfera superior de la tierra.

Durante tormentas geomagnéticas dos regiones del geospace, de las correas de la radiación y del ionosphere, pueden disturbarse fuertemente. Estos disturbios interfieren con el funcionamiento de comunicaciones basadas en los satélites y de la navegación (GPS) tecnologías. Estas tormentas aumentan flujos de los electrones enérgios que pueden dañar permanentemente electrónica basada en los satélites, y pueden también ser un peligro a los astronautas, incluso adentro Órbita de la bajo-Tierra.

Una idea falsa común es que la gente en órbita es tierra exterior gravedad porque “están flotando”. Están flotando porque están en “libere la caída": están acelerando hacia la tierra, junto con su nave espacial, pero están moviendo simultáneamente de lado rápido bastante que la “caída” lejos de una trayectoria straight-line simplemente lo mantenga órbita en una distancia constante sobre la superficie de la tierra. Alcances de la gravedad de la tierra hacia fuera lejos más allá de Correa de Allen de furgoneta y subsistencias la luna en órbita en una distancia media de 384.403 kilómetros (238.857 millas).

Geospace contiene izquierda material encima de los lanzamientos servidos y acobardados anteriores a los cuales es un peligro potencial nave espacial. Algo de esto ruina vuelve a entrar la atmósfera de la tierra periódicamente.

La ausencia de aire geospace de las marcas (y la superficie del Luna) localizaciones ideales para astronomía en todas las longitudes de onda del espectro electromágnetico, según lo evidenciado por los cuadros espectaculares enviados detrás por Telescopio del espacio de Hubble, permitiendo que la luz a partir hace de cerca de 13.7 mil millones años - casi a la época de la explosión grande - sea observada.

El límite externo del geospace es el interfaz entre la magnetosfera y el viento solar. El límite interno es el ionosphere.[10] Alternativamente, el geospace es la región del espacio entre la atmósfera superior de la tierra y los alcances exteriores del campo magnético de la tierra.[11] La región entre la atmósfera de la tierra y Luna se refiere a veces como espacio cis-Lunar.

Interplanetario

Artículo principal: Medio interplanetario

Espacio exterior dentro del Sistema Solar se llama espacio interplanetario, sobre que pasa en espacio interestelar en heliopause. vacío de espacio exterior no es realmente vacío; se llena escaso de rayos cósmicos, que incluyen ionizado núcleos atómicos y vario partículas subatomic. Hay también gas, plasma y polvo, pequeño meteoritos, y varios tipos docena de orgánico moléculas descubierto hasta la fecha cerca espectroscopia de la microonda. El espacio interplanetario es definido por viento solar, una corriente continua de las partículas cargadas que emanan del sol que crea una atmósfera muy tenue ( heliosphere) para los mil millones de millas en espacio. El descubrimiento desde 1995 de planetas extrasolar significa que otras estrellas deben poseer sus propios medios interplanetarios.

Interestelar

Artículo principal: Medio interestelar

Espacio interestelar es el espacio físico dentro de a galaxia no ocupado cerca estrellas o su sistemas planetarios. medio interestelar reside - por la definición - en espacio interestelar.

Intergaláctico

Artículos principales: Medio de Intracluster y Fondo cósmico de la microonda

Espacio intergaláctico está el espacio físico en medio galaxias. Generalmente libre del polvo y de la ruina, el espacio intergaláctico está muy cerca de un total vacío. Algunas teorías pusieron la densidad media del Universo como el equivalente de un hidrógeno átomo por el metro cúbico[12][13]. La densidad del universo, sin embargo, no es claramente uniforme; se extiende de relativamente de alta densidad en galaxias (muy de alta densidad incluyendo en estructuras dentro de galaxias, por ejemplo planetas, estrellas, y calabozos) a las condiciones en los vacíos extensos que tienen densidad mucho más baja que el promedio del universo. La temperatura es solamente 2.73 Kelvin[14]. NASA's COBE la misión (explorador cósmico del fondo) midió la temperatura como 2.725 +/- 0.002 K.

Jalones

  • Nivel del mar - kPa 101.3 (1 atmósfera; barra 1.013; 29.92 en el hectogramo; 760 milímetros hectogramo; ² de 14.5 lbf/in) de la presión atmosférica
  • 3.9 kilómetros (12.500 pies) (2.4 millas) - FAA requiere el oxígeno suplemental para los pilotos del avión en el avión despresurizado.[15]
  • 5.0 kilómetros (16.400 pies) (3.1 millas) - kPa 50 de presión atmosférica
  • 5.3 kilómetros (17.400 pies) (3.3 millas) - mitad de la atmósfera de la tierra están debajo de esta altitud.
  • 8.0 kilómetros (26.200 pies) (5 millas) - Zona de la muerte para los trepadores humanos
  • 8.85 kilómetros (29.035 pies) (5.5 millas) - cumbre de Montaje Everest, la montaña más alta en la tierra (kPa 26)
  • 16 kilómetros (52.500 pies) (9.9 millas) - juego presurizado de la cabina o de la presión requerido.
  • 18 kilómetros (59.100 pies) (11.2 millas) - límite en medio troposfera y estratosfera
  • 20 kilómetros (65.600 pies) (12.4 millas) - agua en las ebulliciones de la temperatura ambiente sin un envase presurizado. (La noción popular que los líquidos corporales comenzarían a hervir a este punto es falsa porque el cuerpo genera bastante presión interna de prevenirla.)
  • 24 kilómetros (78.700 pies) (14.9 millas) - sistemas de presurización regulares del avión funcionan no más.
  • 32 kilómetros (105.000 pies) (19.9 millas) - Turborreactores no más función.
  • 34.7 kilómetros (113.740 pies) (21.5 millas) - expediente de la altitud para el vuelo servido del globo
  • 45 kilómetros (147.600 pies) (28 millas) - Estatorreactores no más función.
  • 50 kilómetros (164.000 pies) (31 millas) - límite en medio estratosfera y mesosphere
  • 53 kilómetros (174.000 pies) (33 millas) - expediente de la altitud de Globo.
  • 80.5 kilómetros (264.000 pies) (50 millas) - límite en medio mesosphere y thermosphere. Definición de los E.E.U.U. del vuelo espacial.
  • 100 kilómetros (328.100 pies) (62.1 millas) - Línea de Kármán, definiendo el límite del espacio exterior según el Fédération Aéronautique Internationale. Ineficaz de las superficies aerodinámicas debido a la densidad atmosférica baja. Levante la velocidad excede generalmente velocidad orbital. Turbopause.
  • 120 kilómetros (393.400 pies) (74.6 millas) - primera fricción atmosférica sensible durante reingreso de la órbita
  • 200 kilómetros (124.2 millas) - la órbita posible más baja con la estabilidad a corto plazo (estable por algunos días)
  • 307 kilómetros (190.8 millas) - STS-1 órbita de la misión
  • 350 kilómetros (217.4 millas) - la órbita posible más baja con la estabilidad a largo plazo (estable por muchos años)
  • 360 kilómetros (223.7 millas) - ISS órbita media, que todavía varía debido a la fricción y a alzar periódico.
  • 390 kilómetros (242.3 millas) - MIR órbita de la misión
  • 440 kilómetros (273.4 millas) - Skylab órbita de la misión
  • 587 kilómetros (364.8 millas) - HST órbita
  • 690 kilómetros (428.7 millas) - límite entre el thermosphere y exosphere, comienzo del interno Correa de Allen de furgoneta
  • 780 kilómetros (484.7 millas) - órbita del iridio
  • 1.374 kilómetros (850 millas) - la altitud más alta por un vuelo Tierra-orbiting servido (Géminis XI con Vehículo de la blanco de Agena)
  • 10.000 kilómetros (6.213 millas) - final del interno Correa de Allen de furgoneta
  • 19.000 kilómetros (11.900 millas) - comienzo del externo Correa de Allen de furgoneta
  • 20.200 kilómetros (12.600 millas) - GPS órbita
  • 35.786 kilómetros (22.237 millas) - Órbita geoestacionaria altura
  • 63.800 kilómetros (39.600 millas) - final del externo Correa de Allen de furgoneta
  • 320.000 kilómetros (200.000 millas) - gravedad lunar exceden la tierra (en Punto de Lagrange)
  • 348.200 kilómetros (238.700 millas) - de lunar perigeo (acercamiento del armario del Luna)
  • 402.100 kilómetros (249.900 millas) - de lunar apogeo (la distancia más grande entre la tierra y la luna)

Vea también

Portal de la astronomía
Portal del espacio
Portal del turismo del espacio
Portal de Spaceflight

Referencias

  1. ^ Etymonline: Externo. Recuperado encendido 2008-03-24.
  2. ^ Etymonline: Espacio. Recuperado encendido 2008-03-24.
  3. ^ NASA Cuerpo humano en un vacío
  4. ^ a b c d e Harding, Richard M. (1989), Supervivencia en espacio: Problemas médicos de Spaceflight servido, Londres: Routledge, ISBN 0-415-00253-2 .
  5. ^ Facturaciones, Charles E. (1973). “Presión barométrica”, adentro corregida por James F. Parker y Vita R. Del oeste: Libro de datos de Bioastronautics, Segunda edición, NASA. NASA SP-3006. 
  6. ^ Exposición humana al vacío. Recuperado encendido 2006-03-25.
  7. ^ Webb P. (1968). “El juego de la actividad del espacio: Un Leotard elástico para la actividad de Extravehicular ". Medicina aeroespacial 39: 376–383. 
  8. ^ Czarnik, Tamarack R. EBULLISM EN 1 MILLÓN DE PIES: Descompresión rápida/explosiva el sobrevivir. Recuperado encendido 2006-03-25.
  9. ^ Limpiabotas de Linda. X-15 Walkaround: Una guía corta al aeroplano más rápido siempre.. Aire y compartimiento del espacio. Recuperado encendido 2007-01-19.
  10. ^ Informe de la vida con un equipo de la definición de la misión de Geospace de la estrella. NASA (el septiembre de 2002).
  11. ^ Misiones de LWS Geospace. NASA.
  12. ^ Davidson, Keay y Smoot, George. Arrugas a tiempo. Nueva York: Avon, 1993: 158-163
  13. ^ Seda, José. Explosión grande. Nueva York: Freeman, 1977: 299.
  14. ^ Web site de la NASA COBE[1]
  15. ^ LEJOS 91.211, http://www.airweb.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgFAR.nsf/0/ba9afbf96dbc56f0852566cf006798f9!OpenDocument&ExpandSection=-3

Acoplamientos externos

Mire para arriba intergaláctico en
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