(И дело совсем не в цвете неба). Почему Земля голубая из космоса? (И дело совсем не в цвете неба) (8 фото) Чем дальше - тем интереснее

24.09.2021Рубрика: Космос

Сегодня мы можем выйти за пределы своего дома ранним утром или вечером и увидеть яркую космическую станцию, пролетающую над головой. Хотя космические путешествия стали обыденной частью современного мира, для многих людей космос и вопросы, связанные с ним, остаются загадкой. Так, например, многим людям непонятно, почему спутники не падают на Землю и не улетают в космос?

Элементарная физика

Если мы бросим мяч в воздух, он скоро возвратится на Землю, как и любой другой объект, как, например, самолет, пуля или даже воздушный шар.

Чтобы понять, почему космический корабль способен вращаться вокруг Земли, не падая, по крайней мере, при нормальных обстоятельствах, нужно провести мысленный эксперимент. Представьте, что вы находитесь на но на ней нет воздуха и атмосферы. Нам нужно избавиться от воздуха, чтобы мы могли сделать нашу модель максимально простой. Теперь, вам придется мысленно подняться на вершину высокой горы с орудием, чтобы понять, почему спутники не падают на Землю.

Поставим эксперимент

Направляем ствол орудия ровно горизонтально и стреляем к западному горизонту. Снаряд вылетит из дула с огромной скоростью и направится на запад. Как только снаряд покинет ствол, он начнет приближаться к поверхности планеты.

Поскольку пушечный шар быстро продвигается на запад, он упадет на землю на некотором расстоянии от вершины горы. Если мы будем продолжать увеличивать мощность пушки, снаряд упадет на землю намного дальше от места выстрела. Поскольку наша планета имеет форму шара, каждый раз, когда пуля будет вылетать из дула, она будет падать дальше, потому что планета также продолжает вращаться вокруг своей оси. Вот почему спутники не падают на Землю под действием силы тяжести.

Поскольку это мысленный эксперимент, мы можем сделать выстрел пистолета более мощным. В конце концов, мы может вообразить ситуацию, в которой снаряд двигается с той же скоростью, что и планета.

На этой скорости, без сопротивления воздуха, которое его замедляет, снаряд будет продолжать вращаться вокруг Земли вечно, поскольку он будет непрерывно падать к планете, но Земля также будет продолжать падать с той же скоростью, как бы «ускользая» от снаряда. Это условие называется свободным падением.

На практике

В реальной же жизни, все не так просто, как в нашем мысленном эксперименте. Теперь мы должны иметь дело с сопротивлением воздуха, которое вызывает замедление скорости движения снаряда, в конечном итоге лишая его скорости, необходимой ей для того, чтобы оставаться на орбите и не падать на Землю.

Даже на расстоянии нескольких сотен километров от поверхности Земли все еще существует некоторое сопротивление воздуха, которое действует на спутники и космические станции и приводит к их замедлению. Это сопротивление в конечном итоге приводит к тому, что космический корабль или спутник попадают в слои атмосферы, где они обычно сгорают из-за трения с воздухом.

Если бы космические станции и другие спутники не имели ускорения, способного подтолкнуть их выше по орбите, все они безуспешно упали бы на Землю. Таким образом, скорость спутника регулируется таким образом, чтобы он падал на планету с той же скоростью, с которой планета по кривой движется по направлению от спутника. Вот почему спутники не падают на Землю.

Взаимодействие планет

Тот же процесс применим к нашей Луне, которая перемещается на орбите свободного падения вокруг Земли. Каждую секунду Луна приближается примерно на 0,125 см к Земле, но в то же время поверхность нашей сферической планеты смещается на то же расстояние, уклоняясь от Луны, поэтому относительно друг друга они остаются на своих орбитах.

Нет ничего волшебного в отношении орбит и такого явления, как свободное падение — они лишь объясняют, почему спутники не падают на Землю. Это просто сила тяжести и скорость. Но это невероятно интересно, впрочем, как и все остальное, связанное с космосом.

2.50: "Спуск СА с высот от 90-до 40 км обнаруживается и сопровождается радиолокационными станциями" .

Запомните эти данные по радиолокации.

Мы вернёмся к ним, когда будем обсуждать, чем и как мог следить за "Аполлонами" СССР 50 лет назад и почему он этого так и не сделал.

Живое видео

Включите титры на русском языке.

Пилотируемая посадка космического аппарата

Введение

Сразу стоит оговориться, что организация пилотируемого полета довольно сильно отличается от беспилотных миссий, но в любом случае все работы по проведению динамических операций в космосе можно разделить на два этапа: проектный и оперативный, только в случае пилотируемых миссий эти этапы, как правило, занимают значительно больше времени. В этой статье рассматривается в основном оперативную часть, так как работы по баллистическому проектированию спуска ведутся непрерывно и включают в себя различные исследования по оптимизации всевозможных факторов, влияющих на безопасность и комфорт экипажа при посадке.

За 40 суток

Проводятся первые прикидочные расчеты спуска с целью определения районов посадки. Зачем это делается? В настоящее время штатный управляемый спуск российских кораблей может производиться только в 13 фиксированных районов посадки, расположенных в Республике Казахстан. Этот факт накладывает массу ограничений, связанных в первую очередь с необходимостью предварительного согласования с нашими иностранными партнерами всех динамических операций. Основные сложности возникают при посадке осенью и весной – это связано с сельскохозяйственными работами в районах посадки. Этот факт необходимо учитывать, ведь кроме обеспечения безопасности экипажа, необходимо также обеспечивать безопасность местного населения и поисково-спасательной службы (ПСС). Помимо штатных районов посадки, существуют еще области посадки при срыве на баллистический спуск, которые также должны быть пригодны для приземления.

За 10 суток

Уточняются предварительные расчеты по траекториям спуска с учетом последних данных о текущей орбите МКС и характеристиках пристыкованного корабля. Дело в том, что с момента старта до спуска проходит достаточно большой промежуток времени, и массо-центровочные характеристики аппарата меняются, кроме того, большой вклад вносит тот факт, что вместе с космонавтами на Землю возвращаются полезные грузы со станции, которые могут существенно изменить положение центра масс спускаемого аппарата. Тут необходимо пояснить, почему это важно: форма космического корабля «Союз» - напоминает фару, т.е. никаких аэродинамических органов управления у него нет, но для получения необходимой точности посадки необходимо осуществлять управление траекторией в атмосфере. Для этого в «Союзе» предусмотрена газодинамическая система управления, но она не способна компенсировать все отклонения от номинальной траектории, поэтому в конструкцию аппарата искусственно добавляется лишний балансировочный груз, цель которого сместить центр давления из центра масс, что позволит управлять траекторией спуска, переворачиваясь по крену. Уточненные данные по основной и резервной схемам отправляются в ПСС. По этим данным производится облет всех расчетных точек и выносится заключение о возможности приземления в эти районы.

За 1 сутки

Окончательно уточняется траектория спуска с учетом последних измерений положения МКС, а также прогноза ветровой обстановки в основном и резервных районах посадки. Это необходимо делать из-за того что на высоте порядка 10км раскрывается парашютная система. К этому моменту времени система управления спуском уже сделала свою работу и никак скорректировать траекторию не может. По-сути, на аппарат действует только ветровой снос, который нельзя не учитывать. На рисунке ниже показан один из вариантов моделирования ветрового сноса. Как видно после ввода парашюта траектория сильно меняется. Ветровой снос иногда может составлять до 80% от допустимого радиуса круга рассеивания, поэтому точность метеопрогноза очень важна.

В сутки спуска:
В обеспечении спуска космического аппарата на землю кроме баллистической и поисково-спасательной службы участвует еще много подразделений таких как:

служба управления транспортными кораблями;
служба управления МКС;
служба, отвечающая за здоровье экипажа;
телеметрическая и командная службы и др.

Только после доклада о готовности всех служб, руководителями полета может быть принято решение о проведении спуска по намеченной программе.
После этого происходит закрытие переходного люка и расстыковка корабля от станции. За проведение расстыковки отвечает отдельная служба. Тут необходимо заранее рассчитать направление расстыковки, а также импульс, который необходимо приложить к аппарату, чтобы не допустить столкновение со станцией.

При расчете траектории спуска схема расстыковки также учитывается. После расстыковки корабля еще есть некоторое время до включения тормозного двигателя. В это время происходит проверка всего оборудования, проводятся траекторные измерения, и уточняется точка посадки. Это последний момент, когда еще что-то можно уточнить. Затем включается тормозной двигатель. Это один из самых важных этапов спуска, поэтому он контролируется постоянно. Такие меры необходимы для того, чтобы в случае нештатной ситуации понять по какому сценарию идти дальше. При штатной отработке импульса через некоторое время происходит разделение отсеков корабля (спускаемый аппарат отделяется от бытового и приборно-агрегатного отсеков, которые затем сгорают в атмосфере).

Если при входе в атмосферу система управления спуском решает, что она не в состоянии обеспечить приземление спускаемого аппарата в точке с требуемыми координатами, то корабль «срывается» в баллистический спуск. Так как это все происходит уже в плазме (нет радиосвязи), то установить по какой траектории движется аппарат можно только после возобновления радиосвязи. Если произошел срыв на баллистический спуск, необходимо быстро уточнить предполагаемую точку посадки и передать ее поисково-спасательной службе. В случае же штатного управляемого спуска корабль еще в полете начинают «вести» специалисты ПСС и мы можем увидеть в прямом эфире спуск аппарата на парашюте и даже, если повезет, работу двигателей мягкой посадки (как на рисунке).

После этого уже можно всех поздравлять, кричать ура, открывать шампанское, обниматься и т.д. Официально баллистическая работа завершается только после получения GPS координат точки посадки. Это нужно для послеполетной оценки промаха, по которому можно оценить качество нашей работы.
Фотографии взяты с сайта: www.mcc.rsa.ru

Точность посадки космического корабля

Сверхточные посадки или "утраченные технологии" НАСА

Оригинал взят у в

В дополнение к

Оригинал взят у в

В который уже раз повторяю, что прежде чем вольно рассуждать о глубочайшей древности, где 100500 воинов невозбранно совершали лихие марш-броски по произвольно взятой местности, полезно потренироваться "на кошках" ©"Операция Ы", например на событиях всего лишь полувековой давности - "полетах американцев на Луну".

Защитнички НАСА что-то густо пошли. И месяца не прошло с , как весьма раскрученный блогер Зеленыйкот, оказавшийся на деле рыжим, выступил на тему :

"Пригласили на GeekPicnic рассказать о космических мифах. Разумеется я взял самый ходовой и популярный: миф о лунном заговоре. За час подробно разобрали наиболее часто встречающиеся заблуждения и самые распространенные вопросы: почему не видно звезд, почему развевается флаг, где скрывается лунный грунт, как смогли потерять пленки с записью первой высадки, почему не делают ракетные двигатели F1 и другие вопросы. "

Написал ему свой комментарий :

"Мелко, Хоботов!В топку опровержения "флаг дрыгается - нет звезд - фотки подделаны"!
Лучше объясните только одно: как американцы "при возвращении с Луны" со второй космической скорости совершали посадку с точностью +-5 км, недостижимой до сих пор даже с первой космической скорости, с околоземной орбиты?
Опять "утраченные технологии НАСА"? Б-г-г "Ответа пока не получил, да и сомневаюсь что будет что-то вменяемое, это же не хиханьки-хаханьки о флаге и космической форточке.

Поясняю в чем засада. А.И. Попов в статье " " пишет: "По данным НАСА , «лунные» «Аполлоны» №№ 8,10-17 приводнились с отклонениями от расчётных точек в 2,5; 2,4; 3; 3,6; 1,8; 1; 1,8; 5,4; и 1,8 км соответственно; в среднем ± 2 км. То есть круг попадания для «Аполлонов» был якобы исключительно мал – 4 км в диаметре.

Наши проверенные «Союзы» даже сейчас, 40 лет спустя совершают посадку раз в десять менее точно илл.1), хотя траектории спуска «Аполлонов» и «Союзов» по своей физической сути одинаковы.":

подробнее см. в :

"...современная точность приземления "Союза" обеспечивается за счёт предусмотренного в 1999 году при проектировании усовершенствованного «Союза - ТМС» снижения высоты ввода в действие парашютных систем для повышения точности приземления (15–20 км по радиусу круга суммарного разброса точек посадки).

С конца 1960-х и до 21 века точность посадки "Союзов" при нормальном, штатном спуске была в пределах ± 50-60 км от расчетной точки как это и предусматривалось в 1960-х.

Естественно, бывали и нештатные ситуации, например в 1969 году приземление " " с Борисом Волыновым на борту произошло с недолетом до расчетной точки на 600 км.

До "Союзов", в эпоху "Востоков" и "Восходов" отклонения от расчетной точки бывали и покруче.

Апрель 1961 г Ю. Гагарин совершает 1 виток вокруг Земли. Из-за сбоя в системе торможения Гагарин приземлился не в запланированной области в районе космодрома Байконур, а на 1800 км западнее, в Саратовской области.

Март 1965 г. П.Беляев, А. Леонов 1 день 2 часа 2 мин первый мире выход человека в открытый космос автоматика отказала, Посадка произошла в заснеженной тайге в 200 км от Перми, далеко от населённых пунктов. Космонавты пробыли двое суток в тайге, пока их не обнаружили спасатели («На третьи сутки нас оттуда вытащили.»). Это произошло из-за того, что вертолёт не мог приземлиться поблизости. Место посадки для вертолёта было оборудовано на следующий день в 9 км от места, где приземлились космонавты. Ночёвка осуществлялась в построенном на месте посадки бревенчатом доме. Космонавты и спасатели добирались до вертолёта на лыжах"

Прямой спуск как у "Союзов" был бы из-за перегрузок несовместим с жизнью космонавтов "Аполлона" ведь они должны были бы погасить вторую космическую скорость, а более безопасный спуск по двухнырковой схеме дает разброс по точке посадки в сотни и даже тысячи километров:

То есть, если бы "Аполлоны" приводнялись с нереальной даже по сегодняшним меркам точностью по прямой однонырковой схеме, то космонавты должны были либо сгореть из-за отсутствия качественной абляционной защиты, либо умереть/получить тяжелые травмы от перегрузок.

Но многочисленная теле- кино- и фотосъемка неизменно фиксировала что будто бы спустившиеся со второй космической скорости астронавты в "Аполлонах" не просто живы, а очень даже веселенькие живчики.

И это при всем при том, что американцы в то же самое время не могли нормально запустить даже обезьянку даже на низкую околоземную орбиту см. .

Рыжий Зеленыйкот Виталий Егоров, столь рьяно защищающий миф "американцы на Луне" - платный пропагандист, специалист по связям с общественностью частной космической компании “Даурия Аэроспейс”, которая окопалась в Технопарке «Сколково» в Москве и фактически существует на американские деньги (выделено мною):

"Компания основана в 2011 году. Лицензия Роскосмоса на осуществление космической деятельности получена в 2012 году. До 2014 года имела подразделения в Германии и США. В начале 2015 года производственная деятельность была практически свернута везде кроме России. Компания занимается созданием небольших космических аппаратов (спутников) и продажей комплектующих для них. Также Dauria Aerospace привлекла инвестиции 20 миллионов долларов от венчурного фонда I2bf в 2013 году . Два своих спутника компания продала американской в конце 2015 года, тем самым получив первый доход от своей деятельности ."

"В одной из своих очередных «лекций» Егоров высокомерно бравировал, улыбаясь своей дежурной обворожительной улыбкой, тем, что американский фонд «I2BF Holdings Ltd. Цель I2BF-RNC Strategic Resources Fund» под патронажем НАСА вложил в компанию «ДАУРИЯ АЭРОСПЕЙС» 35 миллионов долларов.

Выходит, что господин Егоров не просто субъект Российской Федерации, а полноценный иностранный резидент, деятельность которого финансируется из американских фондов, с чем я и поздравляю всех добровольных российских спонсоров краудфандинга «БУМСТАРТЕР», вложивших свои кровные денежки в проект иностранной компании, который носит вполне определенный идеологический характер. "

Каталог всех статей журнала:

19:22 17/03/2016

0 👁 2 389

Красный. пепельно-серая. желтый. ослепительно белое. Но наша , даже если смотреть на нее из глубин космоса, даже если мы немного приподнимаемся над атмосферой, на низкой околоземной орбите, или если улетаем к внешним краям - наша планета голубая.

Почему? Что делает ее голубой? Очевидно, не вся планета голубая. Облака белые, отражают белый, прямой солнечный свет на смотрящего сверху. Лед - например, на полярных полюсах - белый по той же причине. Континенты коричневые или зеленые, если смотреть издалека, в зависимости от времени года, рельефа и растительности.

Из этого можно сделать важный вывод: голубая не потому, что небо голубое. Если бы это было так, весь свет, отраженный от поверхности, был бы голубым, но мы этого не наблюдаем. Но есть намек, который оставляют истинно синие части планеты: моря и океаны Земли. Оттенок синего, которым обладает вода, зависит от ее глубины. Если присмотреться к снимку ниже, видно, что водные регионы, обрамляющие континенты (вдоль континентального шельфа), имеют более светлый оттенок синего, чем глубокие, темные места океана.

Возможно, вы слышали, что океан синий, потому что небо голубое, а вода отражает небо. Небо голубое, это точно. И небо голубое, поскольку наша атмосфера эффективнее рассеивает голубой (с короткой длиной волны), чем красный свет (с более длинной волной). Отсюда:

Небо кажется голубым в течение дня, поскольку коротковолновый свет, попадающий в атмосферу, рассеивается во всех направлениях, и больше «синего» попадает в наши глаза, по сравнению с остальными.
Солнце и Луна выглядят красными на восходе и закате, поскольку голубой свет, проходя через толстые слои атмосферы, рассеивается, а остается преимущественно насыщенный красный свет, который и попадает нам в глаза.
Луна оказывается красной во время полного лунного затмения: красный свет, проходя через нашу атмосферу, будет падать на поверхность Луны, тогда как голубой свет с легкостью рассеивается.

Но если бы объяснение было таким - что океан отражает небо - мы бы не видели этих оттенков синего, когда смотрели бы на более глубокую воду. По факту, если бы вы сделали снимок под водой при естественном освещении, без дополнительных источников света, вы бы увидели - даже на самой скромной глубине, - что все имеет синеватый оттенок.

Видите ли, океан состоит из молекул воды, а вода - как и все молекулы - избирательно поглощает свет определенных длин волн. Проще всего воде поглотить инфракрасный, ультрафиолетовый и красный свет. Это значит, что если вы окунете голову в воду даже на скромной глубине, вы будете защищены от Солнца, от ультрафиолетового излучения и все будет казаться голубым: красный свет будет исключен.

Нырните глубже - пропадет и оранжевый.

Еще ниже - желтый, зеленый, фиолетовый.

Погрузившись на много километров, мы обнаружим, что исчез и голубой, хотя он исчезнет последним.

Именно поэтому глубины океана темно-синие: все другие длины волн поглощаются, а у самого синего самая высокая вероятность отразиться и заново отправиться во . По той же причине, если бы Земля была полностью покрыта океаном, отражалось бы всего 11% видимого солнечного света: океан прекрасно поглощает солнечный свет.

Поскольку 70% поверхности мира покрыто океаном, и по большей части океаном глубоким, наш мир кажется голубым издалека.

Марс красный. Луна пепельно-серая. Сатурн желтый. Солнце ослепительно белое. Но наша планета, даже если смотреть на нее из глубин космоса, даже если мы немного приподнимаемся над атмосферой, на низкой околоземной орбите, или если улетаем к внешним краям Солнечной системы - наша планета голубая. Почему? Что делает ее голубой? Очевидно, не вся планета голубая. Облака белые, отражают белый, прямой солнечный свет на смотрящего сверху. Лед - например, на полярных полюсах - белый по той же причине. Континенты коричневые или зеленые, если смотреть издалека, в зависимости от времени года, рельефа и растительности.

Из этого можно сделать важный вывод: Земля голубая не потому, что небо голубое. Если бы это было так, весь свет, отраженный от поверхности, был бы голубым, но мы этого не наблюдаем. Но есть намек, который оставляют истинно синие части планеты: моря и океаны Земли. Оттенок синего, которым обладает вода, зависит от ее глубины. Если присмотреться к снимку ниже, видно, что водные регионы, обрамляющие континенты (вдоль континентального шельфа), имеют более светлый оттенок синего, чем глубокие, темные места океана.

Небо кажется голубым в течение дня, поскольку коротковолновый свет, попадающий в атмосферу, рассеивается во всех направлениях, и больше «синего» попадает в наши глаза, по сравнению с остальными.
Солнце и Луна выглядят красными на восходе и закате, поскольку голубой свет, проходя через толстые слои атмосферы, рассеивается, а остается преимущественно насыщенный красный свет, который и попадает нам в глаза.
Луна оказывается красной во время полного лунного затмения: красный свет, проходя через нашу атмосферу, будет падать на поверхность Луны, тогда как голубой свет с легкостью рассеивается.

Нырните глубже - пропадет и оранжевый.

Еще ниже - желтый, зеленый, фиолетовый.

Погрузившись на много километров, мы обнаружим, что исчез и голубой, хотя он исчезнет последним.

Именно поэтому глубины океана темно-синие: все другие длины волн поглощаются, а у самого синего самая высокая вероятность отразиться и заново отправиться во Вселенную. По той же причине, если бы Земля была полностью покрыта океаном, отражалось бы всего 11% видимого солнечного света: океан прекрасно поглощает солнечный свет.

Уран и Нептун, два других голубых мира Солнечной системы, обладают атмосферами, состоящими преимущественно из водорода, гелия и метана. (Нептун богаче льдами и обладает более широким разнообразием компонентов, следовательно, имеет другой оттенок). В достаточно больших концентрациях, метан чуть лучше поглощает красный свет и чуть лучше отражает голубой, чем другие длины волн, тогда как водород и гелий практически прозрачны для всех частот видимого света. В случае голубых газовых гигантов, действительно имеет значение цвет неба.

Но на Земле? Наша атмосфера достаточно тонкая, чтобы никак не влиять на окраску планеты. Небо и океан голубые вовсе не из-за отражений; они голубые, синие, но каждый по своей воле. Если убрать океаны, человек на поверхности все равно будет видеть голубое небо, и если убрать наше небо (и при этом оставить непостижимым образом жидкую воду на поверхности), наша планета тоже останется голубой.

Метки: , , .

Небо кажется голубым в течение дня, поскольку коротковолновый свет, попадающий в атмосферу, рассеивается во всех направлениях, и больше «синего» попадает в наши глаза, по сравнению с остальными.
Солнце и Луна выглядят красными на восходе и закате, поскольку голубой свет, проходя через толстые слои атмосферы, рассеивается, а остается преимущественно насыщенный красный свет, который и попадает нам в глаза.
Луна оказывается красной во время полного лунного затмения: красный свет, проходя через нашу атмосферу, будет падать на поверхность Луны, тогда как голубой свет с легкостью рассеивается.