Когда альпинисты поднимаются на
Эверест, они обычно берут с собой кислородные баллоны, которые позволяют им свободно дышать на больших высотах. Это необходимо, потому что чем ближе вы подходите к краю земной атмосферы, тем меньше кислорода вам доступно для дыхания по сравнению с количеством кислорода на уровне моря.
Это всего лишь один пример того, насколько изменчива атмосфера Земли, и демонстрирует элементный состав её слоев, от тропосферы, вблизи уровня моря, до экзосферы, в её самых отдалённых областях. По данным Национальной метеорологической службы (правительственного агентства США, одной из шести составляющих Национального управления океанских и атмосферных исследований), место, где заканчивается предыдущий и начинается новый слой атмосферы, определяется четырьмя ключевыми характеристиками: изменением температуры, химическим составом, плотностью и движением газов внутри каждого слоя.
По данным NASA, каждый из слоёв атмосферы играет свою роль в сохранении и
обеспечении разнообразия жизни на нашей планете. При этом по мере удаления от Земли атмосфера становится менее плотной, изменяется её состав, и начинают преобладать более лёгкие атомы и молекулы, тогда как тяжёлые молекулы остаются ближе к поверхности Земли.
Когда вы поднимаетесь в атмосфере, её давление над вами быстро ослабевает. При этом несмотря на то, что у коммерческих самолётов салоны, как правило герметичны, быстрое изменение высоты может влиять на евстахиеву трубу, соединяющую полость среднего уха с носоглоткой, именно поэтому уши может закладывать во время взлёта в самолете.
Если подняться ещё выше, то в конце концов, воздух становится слишком разреженным, чтобы обычные самолеты вообще могли летать, поскольку их крылья не могут создавать достаточную подъёмную силу. Это и есть область, которую учёные определили как конец нашей атмосферы и начало космоса.
Она известна как линия Кармана, названная в честь Теодора фон Кармана, американского физика венгерского происхождения, который в 1957 году стал первым человеком, который попытался определить границу между Землей и космическим пространством.
Эта линия, учитывая, что она отмечает границу между Землей и космосом, не только указывает, где лежат пределы возможностей самолетов, 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 примерная область, также обозначающая высоту, выше которой спутники смогут вращаться вокруг Земли, не сгорая и не падая с орбиты, прежде чем совершат оборот вокруг Земли хотя бы один раз. Эта область пролегает на высоте около 100 километров над Землёй. При этом, по словам учёных, в принципе возможно, чтобы что-то вращалось вокруг Земли и ниже линии Кармана, однако для этого потребовалась бы чрезвычайно высокая орбитальная скорость, которую было бы трудно поддерживать из-за трения в атмосфере. Кроме того различные факторы, такие как размер и форма спутника, будут определять какое сопротивление воздуха он будет испытывать и, следовательно, его способность стабильно вращаться вокруг Земли.
Таким образом линия Кармана это воображаемый, но практически обоснованный порог между воздушным и космическим путешествием.
Как правило, спутники, находящиеся на низкой околоземной орбите (на высоте менее 1000 км) сходят с орбиты через несколько лет из-за сопротивления верхних слоёв атмосферы Земли, постепенно замедляющих орбитальную скорость спутников.
Фото: ukrinform.ru
Однако это не означает, что атмосферу Земли невозможно обнаружить за пределами 1000 км. Атмосфера не исчезает, как только вы попадаете в область, где вращаются спутники. При этом до того, как свидетельства существования земной атмосферы действительно исчезнут, необходимо пролететь тысячи километров.
Самые внешние атомы земной атмосферы, атомы водорода, из которых состоит её геокорона (самая удаленная область атмосферы), могут простираться даже за пределы Луны.
Итак, если бы кто-то достиг линии Кармана, заметил бы он что-нибудь? Понял бы он, что, по сути, находится на границе между Землей и космосом? Не совсем. По словам учёных на самом деле ничего не меняется, поскольку линия сама по себе не является физической, и поэтому никто не заметит её пересечения.
А как насчёт того, чтобы выжить, хотя бы на короткое время, на линии Кармана? Что, если бы вы оказались там без сделанного на заказ скафандра или хотя бы кислородного баллона? Если бы вы смогли добраться до него, смогли бы дышать на такой большой высоте? И могли ли когда-нибудь птицы достичь таких высот? По словам учёных в принципе, полёт живого существа до линии Кармана всё ещё возможен, однако, животные не могут выжить на высотах выше «предела Армстронга», то есть примерно 20 км над поверхностью Земли, где давление настолько низкое, что вода закипает уже при температуре человеческого тела.