Ғарыш керемет екенін түсіну үшін NASA ғалымы немесе астроном болудың қажеті жоқ. Бірақ бұл сізді таң қалдыруы мүмкін. Ғарышта біз әдетте сезбейтін көрінбейтін электромагниттік күштер үстемдік етеді. Ол сондай-ақ Жерде ешқашан кездеспеген материяның біртүрлі түрлеріне толы. Міне, тек ғарышта дерлік орын алатын бес жерге жат нәрсе.
Плазма
Жерде зат әдетте үш күйдің бірін қабылдайды: қатты, сұйық немесе газ. Бірақ ғарышта кәдімгі заттардың 99,9%-ы мүлде басқа формада – плазмада. Ол бос иондар мен электрондардан тұрады және затты шектен тыс температураға дейін қыздырғанда немесе күшті электр тогы әсер еткенде пайда болатын газбен салыстырғанда аса зарядталған күйде болады.
Біз плазмамен сирек әрекеттессек те, біз оны үнемі көреміз. Түнгі аспандағы барлық жұлдыздар, соның ішінде Күн, негізінен плазмадан тұрады. Ол кейде Жерде найзағай және неон белгілері түрінде пайда болады.
Жеке бөлшектер кездейсоқ қозғалатын газдан айырмашылығы, плазма команда ретінде ұжымдық әрекет ете алады. Ол электр тогын өткізеді және электромагниттік өрістерге сезімтал. Бұл өрістер плазмадағы зарядталған бөлшектердің қозғалысын басқара алады және бөлшектерді орасан зор жылдамдыққа жеткізетін толқындар жасай алады.
Кеңістік плазманың траекториясын анықтайтын осындай көрінбейтін магниттік өрістермен толтырылған. Жердің айналасында компастарды солтүстікке бағыттайтын бірдей магнит өрісі плазманы планетамыздың айналасындағы кеңістік арқылы бағыттайды. Күнде магниттік өрістер күн жарқырауын және плазманың тікелей ағындарын тудырады күн желі, олар күн жүйесі арқылы қозғалады. Күн желі Жерге жеткенде, ол жеткілікті күшті болса, спутниктер мен телекоммуникацияларға зиянын тигізетін полярлық сәулелер мен ғарыштық ауа райы сияқты энергетикалық процестерді тудыруы мүмкін.
Сондай-ақ оқыңыз: NASA-ның Solar Orbiter зонды алғаш рет Күн бетінен алып плазма лақтырылуының бейнесін жазды.
Төтенше температуралар
Сібірден Сахараға дейін Жер температураның кең ауқымын сезінеді. 57°C-тан -89°C-қа дейінгі температура туралы жазбалар бар. Бірақ біз Жердегі экстремалды деп санайтын нәрсе ғарышта орташа. Оқшаулағыш атмосферасы жоқ планеталарда температура күндіз және түнде қатты ауытқиды. Меркурийде температурасы шамамен 449°С болатын күндер және -171°С-қа дейін салқын түндер тұрақты түрде байқалады.Ал ғарыштың өзінде кейбір ғарыш аппараттарында жарық пен көлеңкелі жақтардың арасындағы температура айырмашылығы 33°С-қа жетеді. Мысалы, күн зонды NASA Parker күн зонды Күнге ең жақын жақындаған кезде ол 2 мың градустан астам айырмашылықты сезінеді.
NASA ғарышқа жіберетін спутниктер мен аспаптар осындай төтенше жағдайларға төтеп беру үшін мұқият жасалған. NASA-ның Solar Dynamics обсерваториясы уақытының көп бөлігін тікелей күн сәулесінің астында өткізеді, бірақ оның орбитасы жылына бірнеше рет Жердің көлеңкесінде өтеді. Осы ғарыштық саяхат кезінде Күнге қарайтын күн панельдерінің температурасы 158°C төмендейді. Дегенмен, борттық жылытқыштар электроника мен аспаптарды қорғау үшін қосылып, температураның жарты градусқа дейін төмендеуіне мүмкіндік береді.
Сол сияқты ғарышкерлердің скафандрлары -157°C пен 121°C аралығындағы температураға төтеп беруге арналған. Олар күн астында жарықты көрсету үшін ақ түсті, ал астронавттарды қараңғыда жылыту үшін жылытқыштар интерьерге орналастырылған. Олар сондай-ақ тұрақты қысым мен оттегімен қамтамасыз етуге, сондай-ақ микрометеориттер мен Күннің ультракүлгін сәулелерінен қорғауға арналған.
Сондай-ақ оқыңыз: Өте жылдам мұхиттар экстремалды экзопланеталарды салқындата ала ма?
Ғарыштық алхимия
Күн өзегіндегі сутегін гелийге айналдырады. Атомдарды үлкен қысым мен температурада біріктіріп, нәтижесінде жаңа элементтер пайда болатын бұл процесс деп аталады. термоядролық синтез. Ғалам дүниеге келген кезде оның құрамында негізінен сутегі мен гелий, сонымен қатар бірнеше басқа жеңіл элементтер болды. Содан бері жұлдыздар мен асқын жаңа жұлдыздардың қосылуы нәтижесінде ғарышта 80-нен астам басқа элементтер пайда болды, олардың кейбіреулері өмір сүруге мүмкіндік береді.
Күн және басқа жұлдыздар тамаша термоядролық машиналар. Әр секунд сайын Күн шамамен 600 миллион тонна сутегін жағады. Жаңа элементтерді құрумен қатар синтез фотондар деп аталатын энергияның және жарық бөлшектерінің үлкен мөлшерін шығарады. Бұл фотондарға шамамен 250 700 км жол жүріп, күн ядросынан Күннің көрінетін бетіне жету үшін шамамен 8 150 жыл қажет. Осыдан кейін жарық Жерге XNUMX миллион км жол жүру үшін небәрі XNUMX минутты қажет етеді.
Бөліну, ауыр элементтерді кішірек элементтерге бөлетін қарама-қарсы ядролық реакция, алғаш рет 1930 жылдары зертханаларда көрсетілді және бүгінде атом электр станцияларында қолданылады. Бөлу кезінде бөлінетін энергия катаклизмді тудыруы мүмкін. Бірақ массаның бұл мөлшері үшін ол әлі де синтез кезінде бөлінетін энергиядан бірнеше есе аз. Алайда ғалымдар термоядролық реакциялардан энергия алатындай плазманы қалай басқару керектігін әлі шешкен жоқ.
Сондай-ақ оқыңыз: Отандық ион-плазмалық спутниктік қозғалтқыштар Харьковте сынақтан өтті
Магниттік жарылыстар
Күн сайын Жердің айналасындағы кеңістік үлкен жарылыстармен қызады. Күн желі, Күннен зарядталған бөлшектердің ағыны Жерді қоршап тұрған және қорғайтын магниттік ортамен соқтығысқанда - магнитосфера - ол Күн мен Жердің магниттік өрістерін шатастырады. Ақырында, магнит өрісінің сызықтары қысылып, тураланады, көрші зарядталған бөлшектерді итереді. Бұл жарылғыш оқиға ретінде белгілі магниттік қайта қосу.
Магниттік қайта қосылуды өз көзімізбен көре алмасақ та, оның әсерін байқай аламыз. Кейде бұзылған бөлшектердің бір бөлігі Жер атмосферасының жоғарғы қабаттарына еніп, онда полярлық сәулелерді (солтүстік жарықтар) тудырады.
Магниттік қайта қосылу айналатын магнит өрістері бар бүкіл ғаламда болады. Магнитосфералық көп масштабты NASA миссиялары Жердің айналасындағы қайта қосылу оқиғаларын өлшеп, ғалымдарға оны зерттеу қиынырақ жерлерде, мысалы, Күндегі алаулар, қара тесіктер мен басқа жұлдыздар айналасындағы аймақтарды табуға көмектеседі.
Сондай-ақ оқыңыз: Жер үлкен магниттік туннельмен қоршалған болуы мүмкін
Дыбыстан жоғары соққылар
Жерде энергияны берудің қарапайым жолы импульс арқылы жүзеге асырылады. Бұл көбінесе соқтығыстардан туындайды, мысалы, жел ағаштардың тербелуіне әкеледі. Бірақ ғарыш кеңістігінде бөлшектер тіпті соқтығыспай-ақ энергияны тасымалдай алады. Энергияның бұл оғаш тасымалдануы деп аталатын көрінбейтін құрылымдарда орын алады соққы толқындары.
Соққы толқындарында энергия плазмалық толқындар, электр және магнит өрістері арқылы тасымалданады. Бөлшектерді бірге ұшатын құстар тобы деп елестетіңіз. Артқы жел құстарды көтеріп, айдап кетсе, ешнәрсе оларды алға итермелеп тұрғандай болмаса да, олар жылдамырақ ұшады. Бөлшектер кенеттен магнит өрісіне тап болған кезде де солай әрекет етеді. Магниттік өріс, шын мәнінде, оларды алға итермелеуі мүмкін.
Соққы толқындары заттар дыбыстан жоғары жылдамдықпен қозғалған кезде пайда болуы мүмкін, яғни дыбыс жылдамдығынан жоғары. Егер дыбыстан жоғары ағын қозғалмайтын объектімен соқтығысса, ол деп аталатынды құрайды мұрын соққысы. Осындай садақтың соққыларының бірі Жердің магнит өрісімен соқтығысқан кезде күн желінің әсерінен пайда болады.
Соққы толқындары ғарыштың басқа жерлерінде де кездеседі, мысалы, плазма бұлттарын шығаратын белсенді суперновалар айналасында. Кейбір жағдайларда жер бетінде уақытша соққы толқындары пайда болуы мүмкін. Бұл оқтар мен ұшақтар дыбыс жылдамдығынан жылдамырақ ұшқанда болады.
Бұл бес оғаш құбылыстың барлығы ғарышта жиі кездеседі. Олардың кейбіреулерін арнайы зертханалық жағдайларда көбейтуге болатынымен, олардың көпшілігін Жердегі қалыпты жағдайда табу мүмкін емес. НАСА оқып жатыр Ғалымдар олардың қасиеттерін талдап, біздің ғаламның қалай жұмыс істейтінінің негізінде жатқан күрделі физика туралы түсінік алуы үшін ғарыштағы бұл оғаш құбылыстар.
Сондай-ақ оқыңыз: