جمعه، 30 تير 1385

فضا كجاست !!؟

لايه‌هاي مختلف جو زمين

در يك تقسيم‌بندي كلي مي‌توان جهان هستي را به سه منطقه فضاي خاكي، فضاي جوي و فضاي بيروني تقسيم كرد. فضاي خاكي بخشي از جهان را تشكيل مي‌دهد كه مولكولهاي جامد با گرد آمدن در كنار هم جرمي سماوي را تشكيل داده باشند. فضاي جوي قسمتي از دنيا است كه چگالي مولكولهاي گاز در آن به قدري است كه نمي‌توان آن فضا را تهي فرض كرد. جو ناهيد، زمين، بهرام يا قسمت اعظم سياره‌هاي مشتري گونه مانند مشتري، كيوان و اورانوس از اين دسته هستند. اما فضاي بيروني منطقه‌اي است كه علي‌رغم تصور عامه مردم خالي و تهي نمي‌باشد بلكه چگالي مواد در اين ناحيه بسيار اندك است. در فضاي بيروني غالباً گاز هيدروژن، يونها، ذرات تشكيل دهنده اتم (الكترونها و پروتنها) و گاهي اوقات غبارهاي فضايي يافت مي‌شود اما ميزان اين مواد در گستره عظيم اين منطقه چونان كم است كه مي‌توان به نسبت فضاي خاكي و يا جوي، آنجا را تهي فرض كرد.

زمين از جمله مناطقي در جهان است كه هر سه فضا را در خود دارد. مرز بين فضاي خاكي و فضاي جوي كاملاً مشخص و معلوم مي‌باشد. اما برعكس مرز مشخصي بين فضاي جوي و فضاي بيروني وجود ندارد. جو زمين با افزايش ارتفاع رقيق مي‌شود و به تدريج جاي خود را به فضاي بيروني مي‌دهد. از اين رو مرزي مجازي براي گذر از فضاي جوي به فضاي بيروني تعريف شده است. با توجه به كاربردها و نگاه‌هاي متفاوت چندين مرز به وجود آمده است.

طبق تعريف فدراسيون بين‌المللي هوانوردي، خط كارمن [Karman Line] در ارتفاع 100 كيلومتري از سطح متوسط درياها مرز بين هوا و فضا مي‌باشد. اين تعريف به اين دليل انتخاب شده است كه بعد از اين ارتفاع غلظت جو به دليل افزايش ناگهاني و شديد دما به قدري كاهش مي‌يابد كه مي‌توان از نيروي پساي ناشي از برخورد مولكولهاي جو با شئ پرنده صرف‌نظر كرد. از ديگر سو طبق تعريف رسمي ايالات متحده آمريكا فردي كه قادر باشد در ارتفاعي بيش از 80 كيلومتر از سطح زمين پرواز كند، مفتخر به كسب عنوان فضانوردي خواهد شد. اين ارتفاع جايي است كه لايه مزوسفير [Mesosphere] تمام مي‌شود. اما مهندسان طراح هوافضا، هنگام طراحي و يا شبيه‌سازي بازگشت اجرام به جو زمين، گذر از ارتفاع 120 كيلومتري را عبور از مرز فضا به جو مي‌شناسند. سرعت بسيار زياد اجسام در بازگشت به جو دليل تفاوت ديدگاه اين دسته از مهندسان با گروه اول است. در سرعتهاي بسيار زياد، جو رقيق فاصله بين ارتفاع 120 تا 100 كيلومتري، پساي اتمسفري قابل توجهي توليد مي‌كند.

فضاي بيروني خود شامل تقسيمات فراواني است. بخشي از فضاي بيروني كه در داخل منظومه شمسي قرار دارد را فضاي بين سياره‌اي مي‌نامند. با گذر از هليوپاس ( [Heliopause] مرز منظومه شمسي، جاييكه بادهاي خورشيدي با بادهاي ستاره‌اي كهكشان راه‌شيري برخورد مي‌كنند) وارد  قسمتي از فضاي بيروني مي‌شويم كه به آن فضاي بين ستاره‌اي مي‌گويند. در قدم بعدي با گذر از مرز كهكشان راه شيري وارد منطقه بسيار جديدي و شگفت‌انگيزي مي‌شويم كه از آن با فضاي بين كهكشاني ياد مي‌شود.

عدم وجود جو در فضاي بيروني (يا به عبارت بهتر، غلظت بسيار اندك گاز و ذرات جامد در آن منطقه)، اين قسمت از جهان را براي رصد آسمان در تمام گستره طول موج امواج الكترومغناطيسي ايده‌آل ساخته است. فقط در چنين محيطي است كه تلسكوپ فضايي هابل قادر به دريافت امواجي از 14 ميليارد سال پيش مي‌گردد. امروزه بيشتر دانش ما از فضا مرهون چنين امكان بديعي است كه بشر را قادر مي‌سازد فارغ از اغتشاشات جو بر موجي كه دريافت مي‌كند، وسعت دانش خود را افزايش دهد.

بودن در فضاي بيروني خطرات بي‌شماري براي موجودات زنده به همراه دارد.

 اولين خطر براي نوعي از زندگي كه ما مي‌شناسيم، عدم وجود اكسيژن است. نوع بشر براي بقا به اكسيژن جو احتياج مبرم دارد و تنها 7 دقيقه نبود اكسيژن را تحمل مي‌كند.
خطر دوم مربوط به فشار بسيار بسيار اندك هواست كه مي‌توان آن را صفر فرض كرد. بدن انسان بعد از سالها بودن در شرايط زمين خود را با فشار يك اتمسفري جو زمين مطابقت داده است. به اين منظور ما فشار داخلي معادل يك اتمسفر در بدن خود داريم تا همچون يك قوطي خالي در اثر فشار جو زمين له نشويم . در شرايط خلاء اين فشار داخلي باعث دردسر خواهد شد. البته موجود زنده‌اي كه شرايط خلاء را تجربه مي‌كند در اثر فشار داخلي دچاز از هم‌پاشيدگي نخواهد شد اما اتفاقات ناگوار ديگري برايش روي خواهد داد. براي مثال آب در اندام سطحي مانند چشمها و پوست شروع به جوشيدن و تبخير مي‌كند، مويرگها در اثر فشار داخلي پاره خواهند شد و مرگ دردناكي در انتظار وي خواهد بود.

کلید واژه ها: سیاره زمین  اتمسفر  منظومه شمسی  کمربند سبز  فضانورد  پرواز زیر مداری