Где заканчивается наша родная атмосфера и начинается холодный космос? Четкого перехода, конечно, нет, но люди, как всегда, провели свою условную границу — и спорят о ней. Недавно высота этой границы еще раз была уточнена: кажется, это отличный повод поговорить, где заканчивается атмосфера и начинается космос.

С повышением высоты атмосфера становится все более разреженной, ослабевает сила гравитационного притяжения Земли, и местное «население» становится все менее похожим на земное: здесь начинается космос, царство заряженных частиц, жесткого излучения, экстремальных температур и бесконечных пространств. Принято условно полагать, что граница его проходит на высоте около 100 км. Как назло, именно эти высоты весьма слабо изучены: спутники летают намного выше, а надувные зонды сюда практически не поднимаются.

Недавно канадские ученые провели собственный эксперимент, уточнив эту величину до 118 км — впрочем, вопрос о границе космоса далек от прояснения. Слишком уж разные здесь соперничают подходы и концепции.

К примеру, высота 100 км взята не из-за круглой цифры: еще много лет назад Теодор Фон Карман (Theodore von Karman) подсчитал, что на этой высоте плотность атмосферы слишком падает, и выше нее не может подняться ни один крылатый аппарат. Именно эту величину официально приняли в качестве условной верхней границы атмосферы в организации, которая устанавливает мировые стандарты в области авиаперелетов — Международной федерации аэронавтики (FAI).

У США, как обычно, свой взгляд на вещи. Америка, до сих пор не перешедшая на метрическую систему мер, не согласилась принять и 100-километровую границу космоса. Причина тому — отсутствие какого-либо международного «космического» законодательства, из-за чего положение и статус спутников, находящихся выше границы (а значит, не относящихся к тому же разряду, что и обычные самолеты), становится неясным.

В повседневной практике NASA границей космоса приняты 122 км, и причины этому, скорей, исторические. Именно на 122-километровой высоте американские «шаттлы», возвращаясь на Землю, переходят с маневрирования с помощью бортовых двигателей к обычным аэродинамическим плоскостям.

Но есть и куда более экстремальные точки зрения: некоторые ученые считают, что граница влияния Земли проходит там, где гравитационное поле нашей планеты становится пренебрежимо мало. На орбите до этого далеко: хотя, находясь там, космонавты могут парить по кораблю, они находятся в условиях микрогравитации, притяжение Земли еще чересчур сильно, оно лишь уравновешивается центробежной силой вращения корабля вокруг планеты. При таком подходе границу космоса стоит отнести очень далеко — на 21 млн км.

В новом исследовании канадские ученые во главе с Дэвидом Кнудсеном (David Knudsen) использовали специально сконструированный зонд Supra-Thermal Ion Imager. Они исходили из того, что граница космоса — это область, где идет встреча и древняя война между частицами, которые имеют источником нашу планету, и теми, которые прилетают из космоса. В сравнении с космическими «иммигрантами», наши частицы ведут себя намного спокойнее: те летят на совершенно диких скоростях.

«Фактически, — говорит профессор Кнудсен, — это второй раз в истории, когда поведение потоков частиц замерялось на этой высоте, и первый, когда в расчет приняты все факторы, включая ветры в верхних слоях атмосферы».

Инструмент, собранный под руководством Кнудсена, был помещен на борт ракеты JOULE-II и запущен 19 января 2007 г. Она поднялась вверх на 200 км и 5 минут, снижаясь к «границе космоса», вела наблюдения. Лишь недавно ученые закончили обработку и анализ полученных при этом данных.

«Это позволило нам подсчитать движение потоков энергии, в самых верхних слоях атмосферы, — говорит Кнудсен, — и это поможет лучше понять, как взаимодействуют космическое пространство и наша планета».

Человек вообще любит устанавливать четкие границы — как бы условны эти понятия ни были, они помогают нашему научному познанию. Есть своя «граница» и у Солнечной системы, об ее исследованиях мы рассказывали в статье «Тайны гелиосферы».

По публикации Space.Com