Schoolencyclopedie. Waar begint de grens van de ruimte? De ‘dichtbij gelegen’ ruimte is winstgevender dan de verre ruimte

Andrej Kisljakov, voor RIA Novosti.

Het lijkt erop dat het niet zo belangrijk is waar ‘aarde’ eindigt en de ruimte begint. Ondertussen is het debat over de waarde van de hoogte waarboven de grenzeloze ruimte zich al uitstrekt al bijna een eeuw niet verdwenen. Dankzij de nieuwste gegevens, verkregen door een grondige studie en synthese van een grote hoeveelheid informatie gedurende bijna twee jaar, konden Canadese wetenschappers in de eerste helft van april verklaren dat de ruimte begint op een hoogte van 118 km. Vanuit het oogpunt van de invloed van kosmische energie op de aarde is dit aantal erg belangrijk voor klimatologen en geofysici.

Aan de andere kant is het onwaarschijnlijk dat het binnenkort mogelijk zal zijn om dit geschil definitief te beëindigen door één enkele grens in te stellen die voor iedereen geschikt is. Feit is dat er verschillende parameters zijn die als fundamenteel worden beschouwd voor de overeenkomstige beoordeling.

Een beetje geschiedenis. Het feit dat harde kosmische straling buiten de atmosfeer van de aarde optreedt, is al lang bekend. Het was echter niet mogelijk om de grenzen van de atmosfeer duidelijk te definiëren, de sterkte van elektromagnetische stromen te meten en hun kenmerken te verkrijgen vóór de lancering van kunstmatige aardsatellieten. Ondertussen was de belangrijkste ruimtetaak van zowel de USSR als de Verenigde Staten halverwege de jaren vijftig de voorbereiding van een bemande vlucht. Dit vereiste op zijn beurt een duidelijke kennis van de omstandigheden net buiten de atmosfeer van de aarde.

Al op de tweede Sovjet-satelliet, gelanceerd in november 1957, waren er sensoren voor het meten van ultraviolette straling van de zon, röntgenstraling en andere soorten kosmische straling. De ontdekking in 1958 van twee stralingsgordels rond de aarde was van fundamenteel belang voor de succesvolle implementatie van bemande vluchten.

Maar laten we terugkeren naar de 118 km die is vastgesteld door Canadese wetenschappers van de Universiteit van Calgary. Waarom precies zo’n hoogte? De zogenaamde ‘Karman-lijn’, onofficieel erkend als de grens tussen de atmosfeer en de ruimte, ‘passeert’ immers de grens van 100 kilometer. Daar is de luchtdichtheid al zo laag dat het vliegtuig met een ontsnappingssnelheid (ongeveer 7,9 km/s) moet bewegen om te voorkomen dat het naar de aarde valt. Maar in dit geval zijn er geen aerodynamische oppervlakken (vleugel, stabilisatoren) meer nodig. Op basis hiervan heeft de World Aeronautics Association een hoogte van 100 km aangenomen als de waterscheiding tussen luchtvaart en ruimtevaart.

Maar de mate van verdunning van de atmosfeer is verre van de enige parameter die de grens van de ruimte bepaalt. Bovendien houdt de ‘aardse lucht’ niet op bij een hoogte van 100 km. Hoe verandert bijvoorbeeld de toestand van een stof met toenemende hoogte? Misschien is dit het belangrijkste dat het begin van de ruimte bepaalt? Amerikanen beschouwen op hun beurt iedereen die op een hoogte van 80 km is geweest, als een echte astronaut.

In Canada besloten ze de waarde te identificeren van een parameter die belangrijk lijkt voor onze hele planeet. Ze besloten uit te zoeken op welke hoogte de invloed van atmosferische winden eindigt en de invloed van kosmische deeltjesstromen begint.

Voor dit doel heeft Canada een speciaal apparaat STII (Super - Thermal Ion Imager) ontwikkeld, dat twee jaar geleden vanuit de ruimtehaven in Alaska in een baan om de aarde werd gelanceerd. Met zijn hulp werd vastgesteld dat de grens tussen de atmosfeer en de ruimte zich op een hoogte van 118 kilometer boven zeeniveau bevindt.

Tegelijkertijd duurde het verzamelen van gegevens slechts vijf minuten, terwijl de satelliet die deze droeg naar de daarvoor vastgestelde hoogte van 200 km steeg. Dit is de enige manier om informatie te verzamelen, aangezien dit cijfer te hoog is voor stratosferische sondes en te laag voor satellietonderzoek. Voor het eerst werd bij het onderzoek rekening gehouden met alle componenten, inclusief de luchtbeweging in de bovenste lagen van de atmosfeer.

Instrumenten zoals STII zullen opduiken om de verkenning van de grensgebieden van de ruimte en de atmosfeer voort te zetten als lading op satellieten van het Europees Ruimteagentschap die een actieve levensduur van vier jaar zullen hebben. Dit is belangrijk omdat Voortgezet onderzoek in grensgebieden zal het mogelijk maken om veel nieuwe feiten te leren over de impact van kosmische straling op het klimaat van de aarde en de impact die ionenenergie heeft op ons milieu.

Veranderingen in de intensiteit van zonnestraling, die rechtstreeks verband houden met het verschijnen van zonnevlekken op onze ster, beïnvloeden op de een of andere manier de temperatuur van de atmosfeer, en de opvolgers van het STII-apparaat kunnen worden gebruikt om dit effect te detecteren. Tegenwoordig zijn er in Calgary al twaalf verschillende analyseapparaten ontwikkeld om verschillende parameters van de nabije ruimte te bestuderen.

Maar het is niet nodig om te zeggen dat het begin van de ruimte beperkt was tot 118 km. Degenen die een hoogte van 21 miljoen kilometer als echte ruimte beschouwen, hebben op hun beurt ook gelijk! Het is daar dat de invloed van het zwaartekrachtveld van de aarde praktisch verdwijnt. Wat staat onderzoekers op zulke kosmische diepten te wachten? Verder dan de maan (384.000 km) zijn we immers niet gekomen.

Alle processen die in het heelal plaatsvinden zijn ongetwijfeld gebaseerd op de wetten van de mechanica, aangezien mechanische beweging zonder uitzondering een fundamentele eigenschap is van alle objecten van de micro- en macrokosmos, van elektronen in een atoom tot reuzensterren.

Elk afgerond wetenschappelijk onderzoek moet twee vragen beantwoorden: “Wat is er aan de hand?” en “Waarom gebeurt het.” Het komt vaak voor dat we alleen het antwoord op de eerste vraag weten, terwijl het kennen van het antwoord op de tweede vraag belangrijker lijkt.

De heilige vragen over de mysteries van antwoorden waartoe de nieuwsgierige menselijke geest sinds onheuglijke tijden heeft geprobeerd door te dringen, blijven: ‘Hoe werkt de Kosmos en welke krachten dwingen verschillende objecten in de nabije ruimte om complexe mechanische bewegingen uit te voeren? kosmische objecten interageren met elkaar en wat is de bron van hun verstoring” , “Welke redenen dwingen alle planeten om rond de zon te bewegen in banen waarvan de vlakken slechts een klein beetje afwijken van het vlak van de ecliptica, en in dezelfde richting waarin onze ster draait rond zijn eigen as,” “Wat is de fysieke aard van zonne- en geomagnetische activiteit.”

De oorsprong van de belangrijkste parameters van de baanbeweging van de planeten en hun satellieten - de aard van de rotatie, de afstand tot het rotatiecentrum, de excentriciteit van de baan - is ook vol onzekerheid. Misschien hangen deze parameters af van de initiële snelheid en initiële hellingshoek die het ruimtevoorwerp had op het moment dat het de zwaartekrachtsfeer van de zon of planeet binnenging?

Als we ons tot onze thuisplaneet wenden - de aarde, dan komt de slogan van Galileo onwillekeurig in ons op: "En toch draait het!" Maar er is nog steeds geen duidelijk antwoord op de vraag: "Waarom draait het?"

Het is algemeen bekend dat de aarde een eigen magnetisch veld heeft: dit kun je gemakkelijk zien door naar de positie van de kompasnaald te kijken. Maar als er een magnetisch veld is, dan moeten er stromen zijn die dit veld creëren. En aangezien er stromingen zijn, wat dient dan als hun generator en waar is de mysterieuze onzichtbare persoon verborgen? In dit opzicht rijst er een meer mondiale vraag: “Wat is de rol van de elektro- en magnetodynamica bij de vorming van processen die plaatsvinden in de ruimte, en wat is de bijdrage van elektromagnetische en zwaartekrachtvelden aan deze processen.”

Als we ons richten op de processen die plaatsvinden binnen onze planeet, neemt het aantal onduidelijke vragen nog meer toe: volgens welke wetten vinden de veranderingen in geologische tijdperken plaats, welke redenen drijven de vorming van bergen, de verandering van biologische soorten, worden aardbevingen en vulkaanuitbarstingen veroorzaakt? uitsluitend door endogene factoren of zijn zij ook verantwoordelijk voor deze verstoring van buitenaf.

Fundamenteel onderbouwde antwoorden op de meeste gestelde vragen bestaan nog niet. Er zijn echter veel wetenschappelijke theorieën en concepten die ernaar streven dit te doen. We zullen ook proberen opheldering te geven over enkele van de gestelde vragen, en ook laten zien dat de nabije ruimte één oscillerend, zelfopwindend en zelforganiserend automatisch controlesysteem is.

Moderne ideeën over zonne- en geomagnetische activiteit

Vergeleken met andere sterren staat de zon zo dicht bij ons dat we het oppervlak ervan rechtstreeks vanaf de aarde kunnen zien en bestuderen. Met behulp van optische instrumenten is het mogelijk de lagen rond de zon te detecteren en tot in alle details de processen te volgen die zich in de atmosfeer afspelen.

Conventioneel is de zonneatmosfeer verdeeld in verschillende lagen, die in elkaar overgaan: de buitenste, meest ijle laag - de corona, de onderliggende chromosfeer - rood en de fotosfeer - de lichtgevende laag. Fotosfeer - een gaslaag van niet meer dan 200 km dik, zichtbaar verblindend oppervlak

Zoals bekend zijn er zes decennia verstreken sinds de lancering van de eerste satelliet. Op dit moment komen wetenschappers tot de conclusie dat het goedkoper en veiliger is om de stratosfeer te verkennen in plaats van de ruimte.

Tegenwoordig vliegen duizenden apparaten in een baan om de aarde, zoals communicatiesatellieten, ruimteobservatoria, sondes voor verschillende doeleinden en andere. Op het eerste gezicht boekt de ruimtevaartsector grote vooruitgang, maar alles is niet zo eenvoudig als journalist Igor Tirsky beweert.

Zijn er perspectieven op het gebied van ruimteverkenning?

Zakenlieden zijn onlangs geïnteresseerd geraakt in het ruimtethema, omdat ze de mogelijkheid hebben ontdekt van particuliere ruimteverkenning, de kolonisatie van Mars en de maan, en de verwerking van asteroïden. Ondernemers kunnen in de nabije toekomst alle vrijwilligers aanbiedingen doen om suborbitale vluchten te maken op een hoogte van ongeveer 100 km. boven de planeet, en dit is bijna ruimte.

Zo zijn ook mensen die hier heel ver van verwijderd zijn, geïnteresseerd geraakt in de ruimtevaart, zoals Elon Musk, Richard Branson, Paul Allen, Vladislav Filev en Jeff Bezos, ondernemers uit het Westen.

In de toekomst wordt een zekere bloei van het ruimtetoerisme verwacht, de lancering van duizenden satellieten in een baan om de aarde om internetverbindingen te verspreiden, evenals de bouw van bases op Mars en de Maan onder leiding van particuliere bedrijven en de beweging van miljoenen toeristen naar nieuwe plaatsen.

Dit is geen grap, want zulke gedachten maken deel uit van de daadwerkelijke plannen van ondernemers op het gebied van private ruimte. Elon Musk, hoofd van SpaceX, belooft bijvoorbeeld een miljoen mensen naar Mars te sturen.

Het is waarschijnlijk dat in de nabije toekomst de ruimte nabij de aarde geleidelijk door de mensheid zal worden ingenomen. Daar zullen we grondig wortel schieten. Tegelijkertijd zal er een scherpe toename zijn van het aantal functionerende ruimtevaartuigen in een baan om de aarde.

Een ander scenario

De ruimtevaart is erg complex en duur, en het bestuderen ervan kost veel tijd, dus weinig mensen zijn geïnteresseerd in de zakelijke vooruitzichten voor de verkenning ervan. Op dit moment zijn alle diensten op dit gebied alleen beschikbaar voor de staat en grote particuliere organisaties, die ook staatssteun genieten. Zelfs voor deze organisaties is investeren in de ruimte zeer riskant. In een baan om de aarde zijn voertuigstoringen, explosies van draagraketten, enz. immers heel goed mogelijk. Natuurlijk is ruimtetechnologie verzekerd, en deze verzekering kan allerlei soorten kosten dekken, maar het maken van een ander apparaat zal enorm veel tijd vergen.

Zelfs in het geval van een succesvolle lancering van apparaten in een baan om de aarde kunnen bijdragen als het ware ‘niet worden teruggevonden’, en technologieën hebben de neiging verouderd te raken. Er zijn bijvoorbeeld satellieten zoals Iridium, die overal op aarde ruimtecommunicatie verzorgen via satelliettelefoon. De eerste oproep in dit systeem vond plaats in 1997, maar de technologie werd tien jaar geleden, in 1987, bedacht en toen wisten nog maar weinig mensen van mobiele communicatie.

Tegenwoordig zien we dat internet in dit opzicht een eenvoudiger en goedkopere oplossing is gebleken. En in veel landen worden zendmasten op deze manier gebouwd. "LTE" is niet meer zo bizar als vroeger. Tegenwoordig kun je meer verrast worden door iemand met een satelliettelefoon. Zo bleek "Iridium" niet in trek bij de massa, omdat er mobiele communicatie is, en bovendien zijn er satellietdiensten van andere providers die veel minder kosten dan de hierboven beschreven technologie. Iridium bestaat vandaag de dag nog steeds, maar ze kunnen de concurrentie niet aan, omdat andere aanbieders dezelfde technologieën tegen lagere kosten aanbieden.

Iets soortgelijks gebeurt nu, alleen met betrekking tot het World Wide Web, omdat OneWeb en SpaceX van plan zijn duizenden kunstmatige aardse satellieten te lanceren die zijn uitgerust met antennes om het internet over de hele aarde te verspreiden.

Met andere woorden: iedere bewoner van de planeet zal de mogelijkheid hebben om snel satellietinternet te gebruiken tegen een zeer redelijke prijs of geheel gratis, afhankelijk van het model voor het genereren van inkomsten. Maar dit is relevant voor moderne mensen, omdat ondanks de ontwikkeling van de technologie ongeveer de helft van de wereldbevolking nog steeds geen gebruik kan maken van internet.

Dezelfde situatie deed zich voor bij Motorola toen het Iridium lanceerde. Eind jaren 80 droomden we tenslotte niet eens van zo'n schaal van mobiele communicatie als nu, en het bedrijf had al plannen gemaakt om de hele wereld te bestrijken met zijn netwerk. Tegenwoordig is mobiele communicatie zelfs in afgelegen uithoeken van de planeet beschikbaar, maar de kwaliteit van het internet is nog steeds slecht, en daarom willen de bovengenoemde bedrijven dit probleem aanpakken.

Satellietinternet lijkt een zeer goed alternatief voor mobiel of kabelinternet. Het is niet zo duur als het op het eerste gezicht lijkt als het gaat om eenrichtingstoegang. Hier heb je immers alleen maar een eenvoudige antenne en relatief goedkope apparatuur nodig om het signaal te ontvangen. Voor het uitgaande kanaal worden hier technieken als ADSL, GPRS, 3G, etc. gebruikt. Maar in die gebieden waar er geen terrestrische verbinding is, is de situatie ingewikkelder, dus daar is het noodzakelijk om een duplexnetwerk te introduceren in plaats van een simplex (eenrichtings)netwerk. In dit geval werkt de terminal tegelijkertijd in de modus van een zend- en ontvangstapparaat, maar deze optie zal duurder zijn.

Momenteel concurreren satelliet- en mobiele bedrijven met glasvezelkabel, omdat deze technologie nog niet overal wijdverspreid is. Alles wijst er echter op dat de planeet omgeven zal zijn door kabels, en in dit geval zullen ruimtenetwerken niet nuttig voor ons zijn.

Daarom rijst de vraag over de winstgevendheid in de toekomst van dergelijke communicatiesystemen als die welke SpaceX en OneWeb van plan zijn te implementeren.

Waarschijnlijk zal de behoefte aan internet via satellieten alleen bestaan in India, Afrika en andere moeilijk bereikbare plaatsen waar het niet mogelijk is om een kabel aan te leggen of veel LTE-torens te bouwen. Dit roept de vraag op of de kosten van dergelijke technologieën acceptabel zullen zijn en of de autoriteiten de implementatie ervan zullen toestaan. Daarom lijkt het erop dat satellietinternet nog lange tijd onbetwist zal blijven, maar de situatie kan veel veranderen.

Drones en stratosferische ballonnen - een alternatief voor raketten en satellieten

Satellieten worden niet alleen gebruikt voor het leveren van internet, maar ook voor de zogenaamde teledetectie van de planeet, met andere woorden, voor het vastleggen van het oppervlak in foto's en het verzenden van gegevens. We kunnen nu echter de ontwikkeling zien van drones en onbemande luchtvaartuigen die zijn ontworpen voor detectie. Ze zijn immers goedkoop, kunnen mobiel zijn, kunnen op de grond worden onderhouden en kunnen ook handmatig worden bediend.

De vraag rijst dus: waarom hebben we een satelliet in een baan om de aarde nodig als er drones zijn die niet bang zijn voor wolken, omdat ze er eenvoudig onder kunnen afdalen en de problemen worden geëlimineerd. U kunt de beeldresolutie ook verhogen door de positie te verlagen. Drones zijn ook in staat om lange tijd boven hetzelfde gebied te cirkelen en daar real-time data te verzamelen. Alle bovengenoemde mogelijkheden zijn erg goedkoop in vergelijking met een satellietsysteem, omdat bij het bedienen van een satellietsysteem honderden apparaten nodig zijn om een rondreis door het gebied mogelijk te maken. Dit gaat allemaal miljarden dollars kosten. Een aanzienlijk verschil, nietwaar?

Veel mensen denken dat ruimteobservatoria niet vervangen kunnen worden. Dit was niet het geval, omdat er projecten zijn zoals “VLT”, “E-ELT”, een enorme telescoop, en “SOFIA”, een observatorium in een vliegtuig. Dit is een volledig waardig alternatief, maar niet voor alle golflengtebereiken. In dit geval zullen stratosferische ballonnen die tot een hoogte van ongeveer 40-50 km kunnen stijgen, helpen. boven het aardoppervlak en dragen grote ladingen, bijvoorbeeld een observatorium. Als voordeel kunnen we opmerken dat ze geen problemen hebben met microzwaartekracht. Bij het verplaatsen van dergelijke apparaten is er geen sprake van een hoge belasting, waarmee meestal rekening wordt gehouden bij draagraketten, waardoor de massa toeneemt en de mogelijkheid van allerlei verbeteringen aanzienlijk wordt beperkt. Dergelijke apparaten kunnen op elk moment worden onderhouden, zelfs tijdens gebruik, omdat u er eenvoudig in een andere ballon naar toe kunt vliegen of voor reparatie op de grond kunt laten zakken.

In 1961 startten ze een project voor een stratosferisch zonnestation met een spiegeltelescoop genaamd “Saturnus”. De diameter van de hoofdspiegel was daar 50 cm.In 1973 werden met een gemoderniseerd apparaat met een meterlange spiegel al beelden van de zon gemaakt vanaf een hoogte van 20 km. boven het aardoppervlak.

Ze zeggen dat de hoogten variëren van 20 tot 100 km. worden beschouwd als “in de buurt van de ruimte” vanwege hun gelijkenis met de echte ruimte. Het is niet langer mogelijk dat een persoon daar is zonder beschermend pak, en het uitzicht vanuit het raam is ongeveer hetzelfde als in een baan om de aarde, alleen kun je de satellieten niet zien, en de lucht is donkerpaars en zwartlindekleurig, hoewel het op het eerste gezicht zwart is in contrast met de heldere ster en het aardoppervlak.

De werkelijke ruimte bedraagt al meer dan 100 km. Daar is het voor voldoende hefkracht noodzakelijk om een snelheid te hebben die hoger is dan de eerste kosmische snelheid. Dit is niet langer een vliegtuig, maar een satelliet. In de praktijk zit het verschil hier in de leveringsmethode: vluchten naar de echte ruimte worden uitgevoerd op raketten, en in de nabije ruimte - op stratosferische ballonnen.

Strato-ballonnen zijn technologieën die door iedereen uit de verre jaren dertig van de 20e eeuw zijn vergeten. Het zijn geen luchtschepen gevuld met waterstof die bij elke vonk exploderen. Ze lijken meer op heliumballonnen, die tot wel 50 km in de ruimte kunnen opstijgen. Er zijn projecten van lanceerstaten die op een hoogte van 80 km opereren, maar het zou juister zijn om ze suborbitale satellieten te noemen. Deze opties zijn bedoeld voor het leger; voor burgers kunnen de modellen niet boven de 50 km komen. Maar ook 50 km. genoeg om nog meer problemen op te lossen.

Stratostaten zijn niet langer relevant sinds het begin van het ruimtetijdperk in 1957, dat wil zeggen met de lancering van de eerste satelliet. Er zijn echter 60 jaar verstreken en om de een of andere reden werden ze herinnerd. Zeker, mensen praten er nu over vanwege hun lage prijs in vergelijking met satellieten, omdat niet elk land toegang heeft tot satelliettechnologieën en een volwaardig ruimteprogramma, en veel mensen de mogelijkheid hebben om de stratosfeer te bestuderen. Het gaat niet alleen om de lage prijs, maar ook om de kenmerken van de technologieën zelf, waardoor de apparaten honderden dagen in de lucht kunnen blijven.

Overdag worden stratosferische ballonnen immers aangedreven door zonnepanelen en hun krachtige batterijen slaan 's nachts energie op, terwijl ze heel licht van gewicht zijn. Het ontwerp van het apparaat is vrij licht en duurzaam. Met GPS kunnen ze eenvoudig hun positie bepalen en boordcomputers kunnen zelfstandig beslissingen nemen.

Juist het complex van allerlei moderne technologieën maakt het mogelijk om te praten over de vraag naar stratosferische diensten op de markt.

Het bedrijf WorldView heeft bijvoorbeeld plannen om toeristen naar hoogten tot 45 km te brengen, waarvoor een nieuwe gondel is uitgevonden, uitgerust met grote ramen, van waaruit toeristen de zwartheid van de hemel overdag en het oppervlak van de aarde kunnen observeren. de aarde, zou je kunnen zeggen, zoals astronauten die zien.

De ‘dichtbij gelegen’ ruimte is winstgevender dan de verre ruimte

In dit geval blijft alleen navigatie zoals GPS, GLONASS, Beidou en Galileo in de echte ruimte achter. Dit probleem kan echter worden opgelost zonder het gebruik van dure satelliettechnologieën – via stratosferische ballonnen, drones en andere middelen. Bovendien fungeren LTE en Wi-Fi momenteel als goede alternatieven voor GPS. LBS navigeert goed en bepaalt de locatie op basis van zendmasten en wifi. Alleen verliest het precies, omdat de fout hier tientallen meters is, terwijl “GPS” minder dan een meter heeft.

Dus de "nabije ruimte" of de stratosfeer is in de nabije toekomst heel goed in staat om de belangrijkste plaats op wetenschappelijk gebied in te nemen, en presteert beter dan de baan in de buurt van de aarde vanwege de aantrekkelijke omstandigheden.

Stuur stratosferische ballonnen uitgerust met speciale apparatuur en zelfs een heel laboratorium, samen met mensen aan boord, naar hoogten tot 50 km. zal steeds vaker voorkomen, zodat het normaal wordt. In dit geval zal het niet eens nodig zijn om stratonauten te beschermen tegen straling, zonnestormen, ruimteschroot, enz. In de toekomst zullen we misschien zelfs stoppen met ons te concentreren op de ruimte en onze aandacht op de atmosfeer richten, omdat het veel goedkoper lijkt om drones en stratosferische ballonnen te maken. In dit geval zal het niet eens nodig zijn om een dergelijk beschermings- en levensondersteunend systeem te bieden als nodig zou zijn in een baan om de aarde.

Wat betreft nationale economische taken, zoals communicatie, peilingen, wetenschappelijke experimenten en astronomie, hier fungeren stratosferische ballonnen als zeer sterke concurrenten van satellieten, omdat mensen veel goedkopere versies van de apparaten zullen maken. Dergelijke apparaten zullen in staat zijn om onafhankelijke beslissingen te nemen over waar ze naartoe moeten verhuizen en hoe ze zich moeten groeperen. Dit wordt al ontwikkeld in het kader van een project genaamd “Google Loon”, dat moeilijk bereikbare regio’s de kans geeft om internettechnologieën te gebruiken. Dergelijke apparaten worden ook wel modellen genoemd die worden bestuurd door een neuraal netwerk. Het is ook de moeite waard om hier te praten over autonome drones die vele dagen in de atmosfeer kunnen blijven.

Stratostaten zijn in staat tot continue observatie van hetzelfde deel van de planeet. Dergelijke apparaten zijn ook geostationair. Het is bekend dat er in de stratosfeer geen sterke wind en weinig turbulentie zijn, dus de stratosferische ballon is heel goed in staat om als een satelliet boven één punt te zweven. Maar om een satelliet in een geostationaire baan te brengen, dat is 36 duizend km. boven het aardoppervlak wordt een krachtig lanceervoertuig gebruikt, maar in het geval van de levering van een stratosferische ballon, heliumcilinders, een beetje geld, en dat is alles. Stratosferische ballonnen zijn dus behoorlijk concurrerend met conventionele communicatie- en detectietechnologieën.

Naarmate de stratosferische wetenschap zich verder ontwikkelt, zullen dure sondes en conventionele communicatietechnologieën achterwege worden gelaten. Ook kunnen stratosferische ballonnen dienen als een uitstekend hulpmiddel voor het lanceren van dezelfde satellieten vanuit de stratosfeer. Dus de technologie om satellieten in een baan om de aarde te brengen zal eenvoudigweg veranderen. Het bedrijf "Zero 2 Infinity" werkt tenslotte in deze veelbelovende richting. De stratosferische ballon zal dienen als een cosmodrome of een platform voor het lanceren van een satelliet in de echte ruimte. Zelfs als investeerders dit project niet goed steunen, is de richting in termen van de ontwikkeling van de stratosfeer nog steeds duidelijk gemarkeerd.

Een groot aantal stratosferische ballonnen in onze atmosfeer zijn in staat een soort mondiaal communicatiesysteem te creëren, vergelijkbaar met het systeem dat door computers thuis wordt gevormd.

Bijgevolg zullen we gegevens van de sondes rechtstreeks op onze persoonlijke apparaten kunnen ontvangen, het weer beter kunnen kennen, verbinding kunnen maken met een internetverbinding met minimale signaalvertraging, zelfs op moeilijk bereikbare plaatsen op aarde, via dergelijke apparaten kunnen communiceren op een gedecentraliseerde manier. manier, enz.

Dat wil zeggen dat alle informatie die van de stratosferische ballon wordt ontvangen, veel nauwkeuriger en sneller zal worden verwerkt dan gegevens uit een baan om de aarde. De filosofie van het zogenaamde gedecentraliseerde internet zou zich dus moeten uitbreiden naar andere gebieden, en de hierboven beschreven technologieën, zoals stratosferische ballonnen en drones, zijn ideaal om een dergelijk wereldmodel te bouwen.

Conclusie

Bijgevolg kunnen we praten over een nieuw tijdperk van technologische ontwikkeling, waarin de goedkoopste opties zullen worden gebruikt, zowel voor organisaties die betrokken zijn bij de ruimtevaartsector als voor gewone mensen die internet en andere communicatiemiddelen gebruiken. De verkenning van de nabije ruimte is een zeer interessant vooruitzicht, omdat in dit geval iedereen toegang heeft tot de studie van de stratosfeer, mensen de aarde kunnen verkennen vanaf een hoogte van 50 km. vanaf het oppervlak. Dit zal uiteraard voor de hele mensheid goedkope en toegankelijke mogelijkheden op het gebied van ruimteverkenning openen, ook al zijn die dichtbij. Dit is een uitbreiding van de ruimte om op enorme hoogte rond de aarde te reizen. Daarom wordt nu de mogelijkheid overwogen om over te schakelen van satelliettechnologieën naar stratosferische ballonnen en soortgelijke apparaten. Bovendien zal dit ook de mogelijkheden van het internet vergroten en het goedkoper en toegankelijker maken, zelfs voor inwoners van de meest afgelegen uithoeken van de planeet. Het enige dat overblijft is dus wachten op de implementatie van dergelijke projecten door toonaangevende ruimtevaartbedrijven.

Iedereen heeft wel eens gereisd en heeft een bepaalde hoeveelheid tijd besteed aan het voltooien van de reis. Hoe eindeloos leek de weg, gemeten in dagen. Van de hoofdstad van Rusland naar het Verre Oosten – zeven dagen met de trein! Wat als we dit transport gebruiken om afstanden in de ruimte te overbruggen? Het duurt slechts 20 miljoen jaar om Alpha Centauri met de trein te bereiken. Nee, het is beter om met het vliegtuig te gaan - het is vijf keer sneller. En dit is aan de ster in de buurt. Natuurlijk in de buurt - dit is naar geweldige normen.

Afstand tot de zon

Zelfs tweehonderd jaar vóór onze jaartelling probeerde hij de afstand tot onze jaartelling te bepalen. Maar zijn berekeningen waren niet erg correct - hij had het twintig keer mis. Nauwkeuriger waarden werden verkregen door het Cassini-ruimtevaartuig in 1672. De posities tijdens zijn oppositie werden gemeten vanaf twee verschillende punten op aarde. De berekende afstand tot de zon was 140 miljoen km. In het midden van de twintigste eeuw werden met behulp van radar de ware parameters van de afstanden tot de planeten en de zon onthuld.

We weten nu dat de afstand van de aarde tot de zon 149.597.870.691 meter bedraagt. Deze waarde wordt de astronomische eenheid genoemd en vormt de basis voor het bepalen van kosmische afstanden met behulp van de stellaire parallaxmethode.

Langetermijnwaarnemingen hebben ook aangetoond dat de aarde elke 100 jaar ongeveer 15 meter van de zon af beweegt.

Afstanden tot dichtstbijzijnde objecten

We denken niet veel aan afstand als we naar live-uitzendingen vanuit de uiterste hoeken van de wereld kijken. Het televisiesignaal bereikt ons vrijwel onmiddellijk. Zelfs vanaf onze satelliet bereiken radiogolven ons in iets meer dan een seconde. Maar zodra je begint te praten over objecten die verder weg staan, komt de verrassing meteen. Duurt het echt 8,3 minuten voordat het licht zo dichtbij de zon komt, en 5,5 uur om de ijskoude zon te bereiken? En dit, bijna 300.000 km vliegen in een seconde! En om dezelfde Alfa in het sterrenbeeld Centaurus te bereiken, heeft een lichtstraal 4,25 jaar nodig.

Zelfs voor de nabije ruimte zijn onze gebruikelijke meeteenheden niet helemaal geschikt. Natuurlijk kun je metingen in kilometers doen, maar dan zullen de cijfers geen respect wekken, maar enige angst vanwege hun omvang. Bij ons is het gebruikelijk om metingen in astronomische eenheden uit te voeren.

Nu zullen kosmische afstanden tot planeten en andere objecten in de nabije ruimte er niet zo angstaanjagend uitzien. Van onze ster naar slechts 0,387 AU, en naar - 5.203 AU. Zelfs naar de meest afgelegen planeet - - slechts 39.518 AU.

De afstand tot de maan is tot op de dichtstbijzijnde kilometer nauwkeurig. Dit werd gedaan door hoekreflectoren op het oppervlak te plaatsen en de laserbereikmethode te gebruiken. De gemiddelde afstand tot de maan bedroeg 384.403 km. Maar het zonnestelsel strekt zich veel verder uit dan de baan van de laatste planeet. De systeemgrens bedraagt maar liefst 150.000 uur 's ochtends. e) Zelfs deze eenheden beginnen zich in grootse hoeveelheden uit te drukken. Andere meetstandaarden zijn hier op hun plaats, omdat afstanden in de ruimte en de omvang van ons heelal buiten de grenzen van redelijke concepten vallen.

Middelste ruimte

Er is niets sneller dan licht in de natuur (dergelijke bronnen zijn nog niet bekend), dus het was de snelheid ervan die als basis werd genomen. Voor objecten die zich het dichtst bij ons planetenstelsel bevinden en voor objecten die er verder vanaf staan, wordt het pad dat het licht in één jaar aflegt als eenheid genomen. Het duurt ongeveer twee jaar voordat licht naar de rand van het zonnestelsel reist, en 4,25 lichtjaar naar de dichtstbijzijnde ster in Centaurus. van het jaar. De bekende Polar Star bevindt zich 460 sv bij ons vandaan. jaar.

Ieder van ons heeft ervan gedroomd om naar het verleden of de toekomst te reizen. Reizen naar het verleden is heel goed mogelijk. Je hoeft alleen maar naar de sterrenhemel te kijken - dit is het verleden, ver en oneindig ver weg.

We observeren alle ruimtevoorwerpen in hun verre verleden, en hoe verder weg het waargenomen object is, hoe verder we in het verleden kijken. Terwijl het licht van een verre ster naar ons vliegt, verstrijkt er zoveel tijd dat deze ster misschien op dit moment niet meer bestaat!

De helderste ster aan onze hemel - Sirius - zal pas 9 jaar na zijn dood voor ons uitgaan, en de rode reus Betelgeuze - pas na 650 jaar.

Het heeft een diameter van 100.000 licht. jaar en een dikte van ongeveer 1.000 licht. jaar. Het is ongelooflijk moeilijk om je zulke afstanden voor te stellen, en bijna onmogelijk om ze in te schatten. Onze aarde draait, samen met haar ster en andere objecten van het zonnestelsel, in 225 miljoen jaar rond het centrum en maakt elke 150.000 lichtjaar één omwenteling. jaar.

Diepe ruimte

Afstanden in de ruimte tot verre objecten worden gemeten met behulp van de parallax (verplaatsing) methode. Er vloeide een andere meeteenheid uit voort - parsec Parsec (pc) - vanaf parallactische seconde Dit is de afstand vanaf waar de straal van de baan van de aarde wordt waargenomen onder een hoek van 1″.. De waarde van één parsec was 3,26 licht. jaar of 206.265 a. E. Dienovereenkomstig zijn er duizenden parsecs (Kpc) en miljoenen (Mpc). En de verste objecten in het heelal zullen worden uitgedrukt in afstanden van een miljard parsecs (Gpc). De parallactische methode kan worden gebruikt om afstanden te bepalen tot objecten die niet verder dan 100 pct verwijderd zijn, b O Bij langere afstanden zullen zeer aanzienlijke meetfouten optreden. De fotometrische methode wordt gebruikt om verre kosmische lichamen te bestuderen. Deze methode is gebaseerd op de eigenschappen van het object dat zich op een afstand van 660 kpc bevindt. De groep sterrenstelsels in het sterrenbeeld Grote Beer staat 2,64 Mpc van ons vandaan. En de zichtbare is 46 miljard lichtjaar, oftewel 14 Gpc!

Metingen vanuit de ruimte

Om de nauwkeurigheid van metingen te verbeteren, werd in 1989 de Hipparchus-satelliet gelanceerd. De taak van de satelliet was om de parallaxen van meer dan 100.000 sterren met een nauwkeurigheid van milliseconden te bepalen. Als resultaat van observaties werden afstanden berekend voor 118.218 sterren. Onder hen waren meer dan 200 Cepheïden. Voor sommige objecten zijn eerder bekende parameters veranderd. Zo naderde de open sterrenhoop Pleiaden - in plaats van 135 procent van de vorige afstand bleek dit slechts 118 procent te zijn.

Wat is de planeet Venus, afgesloten voor waarnemers op aarde door een dichte atmosfeer? Hoe ziet het oppervlak van Mars eruit en wat is de samenstelling van de atmosfeer van Mars? Telescopen konden deze vragen niet beantwoorden. Maar alles veranderde met de komst van radar.

Het bleek dat radiogolven die door radars vanaf de aarde worden uitgezonden, op dezelfde manier door kosmische lichamen worden gereflecteerd en van aardse voorwerpen. Door radiosignalen naar een specifiek astronomisch lichaam te sturen en de signalen die daardoor worden gereflecteerd te analyseren, kunt u informatie over het ruimtevoorwerp verkrijgen.

Dit is hoe de radarradioastronomie verscheen, waarbij de planeten en hun satellieten, kometen, asteroïden en zelfs de zonnecorona werden onderzocht met behulp van radiosignalen.

Nabije en diepe ruimte

Vaak wordt onderscheid gemaakt tussen nabije en verre ruimte. De grens daartussen is zeer willekeurig.

De nabije ruimte is de ruimte die wordt verkend door ruimtevaartuigen en interplanetaire stations, en de verre ruimte is de ruimte buiten het zonnestelsel. Hoewel er geen duidelijke grens tussen hen is vastgesteld.

Er wordt aangenomen dat de nabije ruimte zich boven de atmosferische laag van de aarde bevindt en daarmee meedraait en de nabij-aardse ruimte wordt genoemd. Er is geen atmosfeer meer in de nabije ruimte, maar alle objecten die zich daarin bevinden worden nog steeds beïnvloed door het zwaartekrachtveld van onze planeet. En hoe verder van de aarde, hoe kleiner deze invloed wordt.

Objecten in de diepe ruimte - sterren, sterrenstelsels, nevels, zwarte gaten buiten het zonnestelsel.

De nabije ruimte wordt bewoond door planeten van het zonnestelsel, satellieten, asteroïden, kometen en de zon. Volgens kosmische concepten wordt de afstand tussen hen en de aarde als klein beschouwd. Daarom kunnen ze worden bestudeerd met behulp van radars op aarde. Dit worden speciale krachtige radars genoemd planetaire radars.

Radarverkenning van de nabije ruimte

Centrum voor Deep Space Communications in Evpatoria

Ruimteradars werken volgens hetzelfde fysieke principe als conventionele radars op de grond die schepen en vliegtuigen bedienen. Het radiozendapparaat van een planetaire radar genereert radiogolven die naar het te bestuderen ruimtevoorwerp worden gericht. De daardoor gereflecteerde echosignalen worden opgevangen door het ontvangende apparaat.

Maar door de enorme afstand wordt het door het ruimtevoorwerp gereflecteerde radiosignaal veel zwakker. Daarom hebben zenders op planetaire radars een zeer hoog vermogen, zijn antennes groot en zijn ontvangers erg gevoelig. De diameter van de radioantennespiegel in het Center for Deep Space Communications nabij Evpatoria is bijvoorbeeld 70 meter.

De eerste planeet die met behulp van radar werd onderzocht, was de maan. Trouwens, het idee om een radiosignaal naar de maan te sturen en vervolgens de reflectie ervan te ontvangen ontstond in 1928 en werd naar voren gebracht door de Russische wetenschappers Leonid Isaakovich Mandelstam en Nikolai Dmitrievich Papaleksi. Maar het was destijds technisch onmogelijk om het te implementeren.

Leonid Isaakovitsj Mandelstam

Nikolaj Dmitrievitsj Papaleksi

Dit werd in 1946 gedaan door Amerikaanse en Hongaarse wetenschappers, onafhankelijk van elkaar. Een radiosignaal dat door een krachtige radar naar de maan werd gestuurd, werd door het oppervlak gereflecteerd en na 2,5 seconden teruggestuurd naar de aarde. Met dit experiment konden we de exacte afstand tot de maan berekenen. Maar tegelijkertijd was het mogelijk om aan de hand van de foto van de gereflecteerde golven het reliëf van het oppervlak te bepalen.

In 1959 werden de eerste signalen ontvangen die werden gereflecteerd door de zonnecorona. In 1961 ging een radarsignaal richting Venus. Zeer doordringende radiogolven drongen door de dikke atmosfeer heen en maakten het mogelijk het oppervlak te ‘zien’.

Toen begon de verkenning van Mercurius, Mars, Jupiter en Saturnus. Radar hielp bij het bepalen van de afmetingen van planeten, de parameters van hun banen, de diameters en snelheid van hun rotatie rond de zon, en ook bij het bestuderen van hun oppervlakken. Met behulp van radar werden de exacte afmetingen van het zonnestelsel vastgesteld.

Radiosignalen worden niet alleen gereflecteerd door de oppervlakken van hemellichamen, maar ook door geïoniseerde sporen van meteoordeeltjes in de atmosfeer van de aarde. Meestal verschijnen deze sporen op een hoogte van ongeveer 100 km. En hoewel ze van 1 tot enkele seconden bestaan, is dit voldoende om gereflecteerde pulsen te gebruiken om de grootte van de deeltjes zelf, hun snelheid en richting te bepalen.

Aan boord van radars op gecontroleerde ruimteobjecten

Klein ruimtevaartuig (SSV) "Condor-E" met radar