Що таке атмосфера?

Що таке атмосфера?

Ми дихаємо повітрям, не думаючи про те, який його склад і який зараз тиск(ми не говоримо про метеозалежних людей). Дар можливості дихати ми сприймаємо як щось природне. Тільки дуже високо в горах, задихаючись в розрідженому повітрі, альпіністи починають розуміти, як здорово дихається на рівні моря.

На рівні моря або трохи вище, де мешкає майже усе людство, тиск дорівнює приблизно 1 атмосфері, ну, або, якщо міряти по-іншому, це приблизно 760 міліметрів ртутного стовпа. Чи, якщо вже зовсім по-науковому, 1.013.247 Гектопаскалей.

Під захистом атмосфери люди живуть десятки тисячоліть, не знаючи, що усе наше життя можливе тільки завдяки атмосфері.

Як висока атмосфера?

З 30-х років в Каліфорнійському технологічному інституті директором лабораторії повітроплавання був Теодор фон Кишеня, що бігла в США від війни в Європі. Теодор фон Кишеня була одним з видатних учених, теоретиків аеронавтики.

Згідно з його обчисленнями, на висоті близько 100 км атмосферний тиск так слабо, що її впливом на політ можна вже нехтувати. У його честь ця висота названа лінією Кишені — за визначенням Міжнародної авіаційної федерації(ФАИ). Згідно з міжнародними законами, на цій висоті закінчується територія держави, вище 100 кілометрів не потрібно просити дозволи на проліт над цією державою. Собаки Дезик і Циганів, перші ссавці повернулися на Землю живими після подолання лінії Кишені


Фото: Кадр з д/ф "Білку, Стрілка і інші"., ru.wikipedia.org

Правда, з часом люди з'ясували експериментально, що насправді атмосфера тягнеться набагато вище за лінію Кишені.

Космічні супутники починають вхід в атмосферу на висоті приблизно 120 − 130 км. Якщо супутник опустився до такої висоти, значить, він почав свій останній виток, не пройде і півгодини, як він, трохи опустившись від гальмування у верхніх шарах атмосфери, згорить на висоті трохи вище 100 км.

Самі ж верхні шари атмосфери закінчуються приблизно на висоті до 1000 км. Тиск там настільки низько, що на такій висоті літають супутники, не випробовуючи ефекту гальмування об атмосферу.

З яких шарів складається атмосфера?

Самий нижній — тропосфера. Тут ми і живемо. У самій нижній її частині. Висота гори Еверест складає 8848 метрів, а тропосферу, залежно від широти цього місця, закінчується на висоті від 10 до 18 кілометрів. На екваторі — до 18 км, на полюсах — від 8 км.

Вже на висотах від 8000 метрів людина не може дихати без кисневого устаткування. На жаль, багато альпіністів, що намагалися підкорити Еверест, переконалися на своєму гіркому(як правило — передсмертному) досвіді, що при спробах дихати без кисню у людини починається набряк легенів, вони заповнюються рідиною і людина помирає від задухи.

Далі йде стратосфера — до висоти приблизно в 50 км. На таких висотах літають літаки і метеозонди.


Ще в XIX столітті вважали, що висота приблизно в 12 км, яка зараз вважається нижньою частиною стратосфери, — це межа атмосфери.

У верхній частині стратосфери знаходиться озоновий шар, що захищає живий світ нашої планети від жорстких випромінювань з космосу. А головне — в нім затримується жорсткий ультрафіолет від Сонця, який інакше убив би усе живе на Землі.

Подальше ділення атмосфери на шари має чисто науковий інтерес.

До висоти 800 км йде термосфера. У цьому шарі атмосфери літають супутники, не випробовуючи гальмування, навіть метеори згорають тільки в найнижчих шарах термосфери — на висотах від 150 до 50 − 80 км.

Ще вище розташована екзосфера, вона триває до висот приблизно в 1000 км, залежно від сили сонячного вітру. Молекули газів атмосфери, що потрапили в цей шар, під впливом сонячного вітру відлітають в космічний простір. У цьому шарі йде витік нашої атмосфери у відкритий космос, що дуже погано. Учені стверджують, що саме так колись давно витекла в космос велика частина атмосфери Марса, у тому числі і тому, що Марс значно легший за Землю, його атмосфера слабкіше притягувалася планетою.

Усе життя людства відбувається на висотах від нуля до декількох тисяч метрів. Вище люди бувають тільки ненадовго і тільки із спеціальним захистом — чи то в герметизованому фюзеляжі пасажирського літака, чи то в скафандрі льотчика або у висотному скафандрі на борту експериментальної висотної машини.

Першим штучним об'єктом, що перетнув лінію Кишені, в 1944 році була ракета Фау-2, яка піднялася до висоти 188 км.

У наш час НАСА вважає астронавтами людей, що злетіли на висоти 50 миль і вище(трохи більше 80 км).


Програма Шаттлов, яка, на жаль, була припинена в 2011 році, дала людству досвід по поверненню на Землю після орбітального польоту кораблів, здатних до аеродинамічного спуску. При спуску Шаттли переходили від ракетного маневрування до аеродинамічного управління кораблем вже на висоті близько 122 км.

У наш час літаки літають, як правило, на висотах до 15 кілометрів, а максимальна висота, досягнута на експериментальних літаках, не перевищує 30 км. Метеозонди не піднімалися вище 50 км.

Зрозуміло, при польоті на висоті понад 6000 − 7000 метрів потрібний або скафандр з індивідуальним кисневим живленням і підтримкою атмосферного тиску, або герметизація фюзеляжу літака і підтримка в нім атмосферного тиску на будь-якій висоті польоту. При розгерметизації перед кожним пасажиром автоматично викидається киснева маска — і надіти її необхідно негайно, інакше всього через декілька секунд людина втрачає свідомість від кисневого голодування, і його доля після цього цілком в руках оточення, від того, чи встигне літак знизитися, або стюардеса помітить потерпілого і надіне йому кисневу маску, рятуючи цим його життя.

Ми дивуємося, дивлячись на життя океанічного дна, життя, що відбувається на глибині в декілька тисяч метрів, тоді як, не думаючи про це, самі живемо на дні повітряного океану, заввишки близько 1000 км. Пара кілометрів океану або 1000 км атмосфери — все пізнається в порівнянні.