يبلغ ارتفاع بومغارتنر 39 كيلومترًا

في 14 أكتوبر 2012، صعد الرياضي النمساوي المتطرف ولاعب القفز بالمظلات فيليكس بومغارتنر إلى طبقة الستراتوسفير إلى ارتفاع 38969 مترًا فوق مستوى سطح البحر وقام بالقفز بالمظلة. لم تكن هذه قفزة عادية على الإطلاق، ولا المكان الذي صنعت منه.

كبسولة من الألياف الزجاجية مختومة مرفقة بها بالونمليئة بالهيليوم، رفعت بومغارتنر إلى ارتفاع لا تستطيع الطائرات الطيران فوقه (حتى 20 كم) ولا ترتفع السحب عمليا. وحتى طبقة الأوزون (وهي على ارتفاع 20 إلى 30 كيلومتراً فوق الأرض) ظلت تحتها.

بالفعل على ارتفاع 19 كيلومترًا، يغلي الماء عند درجة حرارة جسم الإنسان، وتبدأ من 35 كيلومترًا - عند 0 درجة مئوية. وفوق ذلك، لا يمكن أن يظل الماء في حالة سائلة. التنفس مستحيل بدون معدات خاصة، ويمكنك التنقل بواسطة النجوم الساطعة حتى أثناء النهار. هذا هو الستراتوسفير.

الفضاء تقريبا. على الرغم من أن البعض بالفعل. شركة أمريكيةتخطط World View Enterprises لإرسال سائحين إلى طبقة الستراتوسفير في المستقبل القريب. ويعتبر مثل هذا السفر إلى الفضاء القريب بديلاً اقتصاديًا للرحلات السياحية إلى الفضاء.

بالطبع، لقد غزوا طبقة الستراتوسفير قبل بومغارتنر. وكان الرقم القياسي السابق، والذي ظل قائما لمدة 50 عاما تقريبا، قد سجله المظلي السوفيتي يفغيني أندريف في 1 نوفمبر 1962. ثم قفز من ارتفاع 25.5 كيلومترًا.

وبالفعل بعد عامين من قفزة بومغارتنر، 24 أكتوبر 2014، نائب الرئيس جوجلارتفع آلان يوستاس إلى ارتفاع أكبر - 41.42 كم وقام بالقفز بمظلة مثبتة. صحيح، على عكس قفزة بومغارتنر، والتي يعيشمع أكثر من 8 ملايين مشاهد على موقع يوتيوب، لم تجتذب قفزته نفس القدر من الاهتمام لأنها لم يتم نشرها بنفس القدر.

خط كرمان – 100 كيلومتر

يبدأ الفضاء حيث يصبح الطيران مستحيلاً. واسترشادًا بهذا المبدأ، أنشأ الاتحاد الدولي للطيران حدودًا تقليدية بين الغلاف الجوي والفضاء على ارتفاع 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر.

بدءًا من هذا الارتفاع، لم يعد من المنطقي استخدام الأجنحة للطيران. ولإنشاء الرفع والطيران لا بد من تطوير سرعة تتجاوز السرعة الكونية الأولى وهي 7.9 كم/ث. لكن بعد الوصول إلى هذه السرعة، يدخل أي جسم إلى مدار أرضي منخفض ويتحول إلى قمر صناعي أرضي. تم تحديد هذا الارتفاع لأول مرة من قبل العالم الأمريكي ثيودور فون كارمان. سميت باسمه. بالمعنى الدقيق للكلمة، يستمر الغلاف الجوي للأرض فوق خط كرمان، ولكن بعد ذلك يكون مخلخلًا للغاية ويتكون بشكل أساسي من ذرات الهيدروجين.

الرحلات الجوية إلى خط كرمان وما فوقه غير متاحة للطيران العادي. في 19 يوليو 1963، وصل طيار الاختبار في ناسا جوزيف ووكر إلى ارتفاع 106 كيلومترًا في الطائرة الصاروخية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في أمريكا الشمالية X-15. وبعد شهر - 108 كم.

للمرة الثانية في تاريخ تفوق سرعتها سرعة الصوت الطائراتعبرت الحدود بين الغلاف الجوي والفضاء في عام 2004. خلال الفترة من 21 يونيو إلى 4 أكتوبر 2004، قام طاقم SpaceShipOne المتنافس على جائزة Ansari X بثلاث رحلات من هذا النوع، أقصى ارتفاعوكان آخرها 112 كم.

وعلى ارتفاع 120 كيلومترًا، تبدأ مدارات أقمار التجسس الصناعية بالفعل. المدار المنخفض مناسب لاستطلاع الأنواع، حيث يتم جمع البيانات الاستخبارية عن طريق تصوير السطح. لكن عمر الأقمار الصناعية في مثل هذه المدارات المنخفضة، بسبب قربها من الغلاف الجوي، يتراوح من عدة أشهر إلى عدة سنوات.

"الحزام المأهول" - 200-500 كم

الارتفاع المداري لمحطة الفضاء الدولية هو 413-418 كم، ومحطة مير 354-374 كم. تم إطلاق أول محطة مدارية مأهولة في العالم، ساليوت-1، إلى مدار يتراوح بين 200-222 كم في 19 أبريل 1971.

وتقع جميع المدارات ضمن نطاق 200-500 كيلومتر، وهذا الاختيار ليس من قبيل الصدفة. ومن المستحيل رفع محطة مدارية مأهولة إلى مستوى أعلى، لأن ذلك يشكل خطورة على رواد الفضاء. بدءًا من ارتفاع 500 كيلومتر، يزداد مستوى الإشعاع.

لا يمكنك النزول إلى الأسفل أيضًا. سوف "تتشبث" المحطة الفضائية بالغلاف الجوي، الذي، على الرغم من رقته، لا يزال يوفر مقاومة هوائية للمركبات الفضائية في مدارات منخفضة.

كل يوم، يتناقص ارتفاع مدار محطة الفضاء الدولية بمقدار 150-200 متر، بسبب مقاومة الغلاف الجوي وتحت تأثير جاذبية الأرض. وليس من قبيل الصدفة أنه في كل مرة تزور فيها مركبة فضائية مأهولة ومركبة شحن المحطة، يرتفع مدارها إلى أعلى.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن المدارات الأعلى ستكون غير مواتية لأسباب اقتصادية، لأن تسليم البضائع سيكون أكثر تكلفة في هذه الحالة.

ويبلغ الحد الأدنى للحزام الإشعاعي 500 كيلومتر

بدءًا من ارتفاع 500 كيلومتر، تزداد شدة الإشعاع الصادر عن الأحزمة الإشعاعية التي تحمل الأجسام الملتقطة. حقل مغناطيسيإلكترونات كوكبنا وبروتونات الرياح الشمسية.

تم اكتشافها، كما توقعها نيكولا تيسلا، مع بداية الرحلات الفضائية الأولى.

تعمل الأحزمة الإشعاعية على حماية كوكبنا، بما في ذلك المحطات المدارية الواقعة في مدارات منخفضة، من الإشعاع الكوني. لكنها في الوقت نفسه تشكل عقبة خطيرة في طريقنا إلى الفضاء. يتعرض رواد الفضاء الذين يطيرون عبر أحزمة الإشعاع للإشعاع، وإذا حدث مرور الأحزمة أثناء التوهجات الشمسية، فقد يموتون.

يصف أنصار نظرية المؤامرة القمرية استحالة التغلب على الأحزمة الإشعاعية دون الإضرار بصحة رواد الفضاء بأنها أحد أسباب استحالة الرحلات الجوية الأمريكية إلى القمر.

كان يعتقد دائمًا أن هناك حزامين. الأول، يقع على ارتفاع متوسط ​​قدره 4000 كيلومتر فوق الأرض، ويتكون بشكل أساسي من البروتونات.

والثاني يقع أعلى - على ارتفاع 17000 كيلومتر تقريبًا - ويتكون بشكل أساسي من الإلكترونات. بين الأول والثاني توجد فجوة تقع في النطاق من 2 إلى 3 أنصاف أقطار الأرض. بالإضافة إلى ذلك، يقع الحد السفلي لحزام الإشعاع الداخلي على ارتفاعات مختلفة فوق سطح الكوكب. فوق المحيط الأطلسي، يمكن أن ينحدر الحزام إلى ارتفاع 500 كيلومتر، وفوق إندونيسيا - ما يصل إلى 1300 كيلومتر.

ومنذ وقت ليس ببعيد، أعلنت وكالة ناسا عن اكتشاف حزام إشعاعي ثالث. وهي تقع بين اثنين تم اكتشافهما بالفعل ويبدو أنها مؤقتة بطبيعتها. تم اكتشاف الحزام بواسطة مجسات فان ألين التوأم، التي تم إطلاقها في أغسطس 2012.

سميت المركبة الفضائية باسم جيمس فان ألين، وهو عالم يعتبر مكتشف الحزام الإشعاعي. في العالم الناطق باللغة الإنجليزية، تسمى الأحزمة باسمه: أحزمة فان ألين.

مدار إيريديوم – 780 كيلومترا

عند رؤية وميض ساطع في سماء الليل، يشبه إلى حد ما مسار نجم ساقط، سوف يندفع شخص ما لتحقيق أمنية، لكن الكثيرين يعرفون بالفعل: إنه ليس نجمًا على الإطلاق. يخرج الآلاف من الأشخاص حول العالم إلى الشوارع وقت محددلرؤية ما يسمى بتوهج الإيريديوم.

الكوكبة المدارية للمركبات الفضائية الفضائية الاتصالات الهاتفيةبدأ إنشاء الإيريديوم في التسعينيات من القرن الماضي. كان من المقرر أصلا إطلاق 77 قمرا صناعيا في المدار، وبما أن هذا العدد يتوافق مع العدد الذري عنصر كيميائيإيريديوم، تقرر تسمية الحملة باسم "إيريديوم".

في حالياًوتقع أقمار الكوكبة البالغ عددها 66 قمرا صناعيا في مدار على ارتفاع 780 كيلومترا. يتم وضع العديد من الأقمار الصناعية الاحتياطية (ما يسمى بالاحتياطي المداري) في مدار يبلغ طوله 650 كيلومترًا وترتفع إلى مدار أعلى في حالة فشل أحد الأقمار الصناعية الرئيسية.

التوهجات الساطعة التي لوحظت من الأرض هي بسبب الانعكاس ضوء الشمسالأسطح الملساء لهوائيات الأقمار الصناعية. يبدو الأمر وكأنه زيادة سلسة ثم اضمحلال لاحق لألمع نجم يتحرك عبر سماء الليل. يستمر الفلاش أقل من 10 ثوانٍ. ولكن خلال هذا الوقت، يصل سطوع "النجم" المشتعل إلى القيمة الثامنة تحت الصفر. وللمقارنة، فإن حجم كوكب الزهرة هو -4.6.

يشار إلى أن الأقمار الصناعية لنظام إيريديوم معروفة أيضًا فيما يتعلق بأول حالة تصادم بين مركبتين فضائيتين. في 10 فبراير 2009، لم يشارك القمر الصناعي العسكري الروسي كوزموس 2251 الذي خرج من الخدمة في مداره مع القمر الصناعي إيريديوم 33 النشط. ونتيجة للاصطدام الذي وقع على ارتفاع 788.6 كيلومتر فوق شبه جزيرة تيمير، تم تدمير كلتا المركبتين الفضائيتين. . ومن المرجح أن يتراجع الحطام الناتج، الذي يبلغ حجمه حوالي 600 شظية يزيد حجمها عن خمسة سنتيمترات، على الرغم من بقائه في نفس المدار، مما يشكل تهديدًا للمركبات الفضائية الموجودة في المدارات المنخفضة، بما في ذلك محطة الفضاء الدولية.

مدارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية – 19400–23222 كم

في الوقت الحاضر، من الصعب تخيل الحياة بدون الملاحة عبر الأقمار الصناعية. خاصة إذا كنت تقود السيارة. كان المقصود في الأصل لأغراض عسكرية الملاحة عبر الأقمار الصناعيةوتغلغلت في الحياة المدنية في كل مكان. ما مدى ارتفاع أقمار الملاحة فوقنا؟

مركبة فضائية النظام الروسيتحتل أنظمة الملاحة GLONASS (النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية) أدنى مدار بين أنظمة الملاحة الأخرى. ويبلغ ارتفاعها 19.400 كم.

وتقع الأقمار الصناعية للنظام الأمريكي أعلى قليلاً تحديد المواقع عالميانظام تحديد المواقع العالمي (GPS) – 20200 كم.

وكالة الفضاء الأوروبية تطلق مركبتها الفضائية إلى ارتفاع 23222 كيلومتراً.

وتحاول دول أخرى مواكبة ذلك. وفي نهاية المطاف، فإن وجود نظام خاص بك هو مسألة تتعلق بالأمن القومي. وهكذا، تقوم الصين ببناء ملاحتها نظام بيدو. ومن المقرر وضع 27 قمرًا صناعيًا على ارتفاع 21.528 كيلومترًا - وهذا ما يسمى بالمدار الأرضي المتوسط. فقط بين مدارات الأقمار الصناعية الأمريكية والأوروبية. توجد ثلاثة أقمار صناعية أخرى في مدار متزامن مع الأرض، وخمسة في مدار ثابت بالنسبة للأرض.

عالمية، تغطي كامل سطح الكوكب أنظمة الملاحةولا تستطيع جميع البلدان تحمل تكاليفها. لهذا السبب يبني بعض الناس أنفسهم الأنظمة الإقليميةالملاحة عبر الأقمار الصناعية.

يتوفر نظام QZSS الياباني (نظام الأقمار الصناعية شبه السمتية) في هذا البلد فقط. لكن من أجل بنائه، لا يكفي إطلاق سوى ثلاثة أقمار صناعية في مدار إهليلجي مرتفع. ويسمى بشبه السمت لأن مداره يسمح للقمر الصناعي بالبقاء عاليا في السماء لأكثر من 12 ساعة يوميا، أي في سمت تقريبا. الارتفاع عند الأوج هو 42164 كم.

الهند، التي أطلقت قمرًا صناعيًا إقليميًا آخر في أبريل من هذا العام نظام الأقمار الصناعيةالملاحة IRNSS (النظام الإقليمي الهندي للملاحة عبر الأقمار الصناعية)، يقوم ببناء نظام مكون من سبعة أقمار صناعية في مدار متزامن مع الأرض على ارتفاع 35.786 كم، ثلاثة منها ستكون ثابتة بالنسبة للأرض.

ثابت بالنسبة للأرض – 35,786 كيلومترًا

على ارتفاع 35786 كيلومترًا فوق خط استواء الأرض، يوجد مدار له قيمة عملية لا يمكن تعويضها بالنسبة لنا - مدار ثابت بالنسبة إلى الأرض. ويدور القمر الصناعي، الموجود في هذا المدار، حول الأرض بسرعة زاوية تساوي السرعة الزاويةدوران كوكبنا حول محوره. إنه في الواقع يحوم فوق نقطة واحدة على السطح.

بالنسبة لمراقب من الأرض، فإن المركبة الفضائية الموجودة في المدار الثابت بالنسبة للأرض تكون دائمًا عند نقطة واحدة. يرجى ملاحظة أن الهوائيات للاستقبال الفضائيات، ما يسمى بـ "اللوحات" تستهدف دائمًا قوسًا غير مرئي في السماء - المدار الثابت بالنسبة للأرض. وتقع هوائيات مشغل واحد عند نقطة واحدة.

ويوجد في هذا المدار أقمار صناعية تقوم بالبث التلفزيوني والإذاعي المباشر، وأنظمة الملاحة التكميلية، وأقمار الاتصالات وغيرها. وهذا هو المدار الوحيد الذي يتم تنظيم استخدامه القواعد الدوليةحيث أن عدد الأماكن والمواضع التي يمكن وضع القمر الصناعي فيها بحيث لا يتداخل مع المركبات الفضائية الأخرى محدود.

نظرًا لأن المدار الثابت بالنسبة للأرض "ليس مطاطيًا"، فإن الأقمار الصناعية التي قضت وقتها باستخدام الوقود المتبقي فيها، يتم رفعها إلى مدار أعلى. يُسمى هذا المدار، الذي يقع على ارتفاع 200-300 كيلومتر فوق المدار الثابت بالنسبة للأرض، بمدار الدفن، حيث يمكن أن تظل هذه الأقمار الصناعية لمدة تصل إلى 2000 عام حتى نعرف ما يجب فعله بها بعد ذلك.

فكرة مثيرة للاهتمام مرتبطة بالمدار الثابت بالنسبة للأرض هي مفهوم البناء مصعد الفضاء. لا يزال تسليم البضائع إلى مدار أرضي منخفض أمرًا مكلفًا. يعد المصعد إلى الفضاء أكثر جاذبية في هذا الصدد مقارنة بالصواريخ التي يمكن التخلص منها وحتى القابلة لإعادة الاستخدام.

أساس المصعد هو كابل (أو شريط، حسب المشروع)، يمتد من سطح الكوكب إلى محطة مدارية تقع في المدار الثابت بالنسبة للأرض. سوف يتحرك المصعد الذي يحمل حمولة على طول هذا الكابل.

سيكون من الممكن الصعود إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض باستخدام مثل هذا المصعد خلال أسبوع، لكنه سيكلف القليل نسبيًا. لكن لم يتم بعد إنشاء مادة خفيفة وقوية بدرجة كافية لإنشاء مثل هذا الكابل.

قمر. المسافة إلى الأرض – 384467 كم

والآن دعونا نقارن كل هذه المدارات بالمسافة إلى القمر. متوسط ​​المسافة إلى قمرنا الصناعي الطبيعي الوحيد هو 384.467 كم. وهذا يعادل تقريبًا 30 قطرًا للأرض، أي حوالي 10 المدارات الثابتة بالنسبة للأرضأو 925 مدارًا لمحطة الفضاء الدولية.

لكن هذه المسافة يمكن مقارنتها بأعلى نقطة في مدار التلسكوب الفضائي الروسي Radioastron (المعروف أيضًا باسم Spektr-R). في وقت الإطلاق، كان ارتفاع الأوج للمدار الإهليلجي للتلسكوب 333455 كم. وفي الوقت نفسه، كان الحضيض المداري 600 كم. وهو ما يمكن مقارنته، على سبيل المثال، بارتفاع المدار الأرضي المنخفض لتلسكوب هابل الفضائي الأمريكي (569 كم).

لكن مدار التلسكوب ليس ثابتا. يتأثر بجاذبية قمرنا الصناعي. ومن المتوقع أنه خلال 5 سنوات سترفع جاذبية القمر أوج مدار التلسكوب إلى ارتفاع 390 ألف كيلومتر.

ومدار القمر ليس ثابتًا أيضًا. يتحرك قمرنا الصناعي بعيدًا عن الأرض بمقدار 4 سم سنويًا. وهذا يسمح لبعض العلماء بافتراض أن القمر سيخرج عاجلاً أم آجلاً من مدار الأرض ويتحول إلى كوكب مستقل.

ولكن حتى يحدث هذا، نأمل أن تطير البشرية مرة أخرى إلى القمر، وترتفع إلى 384467 كم.

ولا يخفى على أحد أن استكشاف القمر وإنشاء قاعدة صالحة للسكن عليه هو أحد هذه الأشياء المجالات ذات الأولويةرواد الفضاء الروس. ومع ذلك، لتنفيذ مثل هذا المشروع واسع النطاق، لا يكفي تنظيم رحلة لمرة واحدة، ولكن من الضروري بناء بنية تحتية تسمح برحلات جوية منتظمة إلى القمر ومنه إلى الأرض. وللقيام بذلك، بالإضافة إلى إنشاء مركبة فضائية جديدة ومركبة إطلاق فائقة الثقل، من الضروري إنشاء قواعد في الفضاء، وهي محطات مدارية. وقد يظهر أحدها في مدار الأرض في وقت مبكر من 2017-2020 وسيتم تطويره في السنوات اللاحقة من خلال زيادة الوحدات، بما في ذلك تلك المخصصة للإطلاق إلى القمر.

ومن المتوقع أنه بحلول عام 2024 سيتم تجهيز المحطة بوحدات طاقة وقابلة للتحويل مصممة للعمل مع المهام القمرية. ومع ذلك، هذا ليس سوى جزء من البنية التحتية القمرية. التالي خطوة مهمةيكون المحطة المدارية القمرية، الذي تم تضمين إنشائه في برنامج الفضاءروسيا. اعتبارًا من عام 2020، ستنظر روسكوزموس في المقترحات الفنية للمحطة، وفي عام 2025، ستتم الموافقة على مسودة الوثائق الخاصة بوحداتها. وفي الوقت نفسه، أجهزة الكمبيوتر و المعدات العلميةوسيتم البدء في تطوير المحطة المدارية القمرية في عام 2022 من أجل الانتقال إلى التطوير الأرضي في عام 2024. يجب أن تشتمل المحطة القمرية على عدة وحدات: وحدة طاقة، ومختبر، ومحور لرسو السفن الفضائية.

وفي حديثه عن الحاجة إلى مثل هذه المحطة في مدار القمر، تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكنك الطيران من القمر إلى الأرض إلا مرة واحدة كل 14 يومًا، عندما تتزامن طائراتهما المدارية. ومع ذلك، قد تتطلب الظروف مغادرة عاجلة، وفي هذه الحالة ستكون المحطة حيوية بكل بساطة. وبالإضافة إلى ذلك، سوف تكون قادرة على اتخاذ القرار المجمع بأكملهمهام ذات طبيعة مختلفة، تتراوح من الاتصالات إلى قضايا التوريد. ووفقا لعدد من الخبراء، فإن الخيار الأكثر عقلانية هو تحديد موقع محطة مدارية قمرية عند نقطة لاغرانج، الواقعة على بعد 60 ألف كيلومتر من القمر. عند هذه النقطة، تكون قوى الجاذبية للأرض والقمر متوازنة بشكل متبادل، ومن هذا المكانسيكون من الممكن الإطلاق إلى القمر أو المريخ بأقل تكاليف للطاقة.

من المحتمل أن يبدو مسار الرحلة إلى القمر بالطريقة الآتية. تقوم مركبة الإطلاق بإطلاق المركبة الفضائية إلى المدار، وبعد ذلك سيتم استقبالها محطة الفضاء الروسية، وتقع في مدار الأرض. هناك سيتم إعدادها لمزيد من الرحلة، وإذا لزم الأمر (إذا كان من الضروري زيادة كتلة السفينة)، فسيتم تجميع السفينة هنا من عدة وحدات تم إطلاقها في عدة عمليات إطلاق. بعد الإطلاق، ستقطع السفينة المسافة إلى المحطة المدارية القمرية الروسية وستلتحم بها، وبعد ذلك يمكنها البقاء في المدار، وستطير وحدة الهبوط إلى القمر.