Почему нет кислорода в космосе? Ответы на интересный вопрос
Космос манит человечество своей загадочностью испокон веков. Но почему же там нет кислорода, без которого невозможна жизнь? Давайте разберемся!
Состав атмосферы Земли и других планет
Атмосфера Земли состоит из различных газов. Основу ее составляют азот (78%) и кислород (21%). Также присутствуют углекислый газ, инертные газы и водяной пар.
По плотности молекул атмосферу Земли делят на пять слоев:
- Тропосфера (0-12 км)
- Стратосфера (12-50 км)
- Мезосфера (50-80 км)
- Термосфера (80-700 км)
- Экзосфера (700-10 000 км)
В тропосфере плотность молекул максимальна, так как она находится ближе всего к поверхности планеты и испытывает наибольшее гравитационное воздействие. В экзосфере плотность минимальна.
Гравитация играет ключевую роль в удержании атмосферы. Чем сильнее гравитационное поле планеты, тем плотнее слои ее атмосферы.
На других планетах тоже есть атмосфера, но ее состав сильно отличается. Например, атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. А на Юпитере в атмосфере преобладает водород.
Причины отсутствия воздуха в открытом космосе
По мере удаления от Земли силы гравитации ослабевают и воздух становится все более разреженным. Условная граница между атмосферой Земли и космосом проходит на высоте около 100 км.
За пределами этой высоты плотность молекул воздуха крайне мала. Лишь некоторые из них вырываются из плена гравитации и устремляются в космическое пространство. Большинство же молекул воздуха надежно удерживается гравитационным полем Земли и других космических объектов.
Почему нет кислорода в космосе ? Во многом из-за отсутствия достаточной гравитации, которая могла бы его там удержать.
| Объект | Сила гравитации (в g) |
| Земля | 1 |
| Луна | 0,166 |
| Марс | 0,38 |
Как видно из таблицы, гравитация Земли значительно превосходит гравитацию других объектов Солнечной системы. Поэтому и атмосфера у нее гораздо плотнее.
Как добывают кислород космонавты на орбите
На Международной космической станции для выработки кислорода используется система «Электрон-ВМ». Она осуществляет электролиз воды - под действием электрического тока молекулы H2O распадаются на атомы водорода и кислорода.
За час работы система может производить до 160 литров кислорода. Этого достаточно, чтобы полностью обеспечить потребности экипажа станции.
При поломках подключается резервная система или используются баллоны с кислородом. Таким образом, у космонавтов нет проблем с почему нет кислорода космосе .
Откуда берется вода в космосе
Вода на МКС используется многократно. Сточные воды собираются и очищаются специальными системами до питьевого качества. Кроме того, воду можно получить из отходов жизнедеятельности экипажа.
Небольшое количество воды выделяется также из влажного воздуха внутри станции. Так решается проблема почему на орбите нет воды.
Мифы о космическом вакууме
Существует распространенное заблуждение, что космос - это абсолютная пустота. На самом деле там присутствуют:
- Водород
- Космическая пыль
- Плазма
- Метеориты
Также космическое пространство заполнено электромагнитным излучением.
Кроме того, ученые не исключают существования неизвестных пока компонентов. Таким образом, говорить об абсолютной пустоте космоса не совсем верно.
Почему на Марсе мало кислорода
В атмосфере Марса содержится всего 0,13% кислорода . Этого крайне мало по сравнению с земной атмосферой.
Главная причина - низкая гравитация Марса, которая в 2,6 раза уступает земной. Из-за этого атмосфера Марса разреженная и не может удерживать достаточно молекул кислорода.
Перспективы освоения человеком открытого космоса
Несмотря на отсутствие кислорода, человечество не оставляет попыток освоить открытый космос. Однако существует ряд сложностей.
Во-первых, за пределами низкой околоземной орбиты резко возрастает радиационная опасность из-за жесткого космического излучения. Необходима надежная защита для космонавтов.
Во-вторых, отсутствие гравитации грозит потерей мышечной массы и нарушениями работы внутренних органов. Требуются специальные тренировки и медикаментозная профилактика.
Варианты создания искусственной атмосферы
Теоретически человек мог бы попытаться создать искусственную атмосферу в космосе. Однако на практике это крайне затруднительно.
Один из вариантов - построить герметичную оболочку вокруг космического корабля или станции и наполнить ее воздухом. Но при больших объемах это требует колоссальных затрат.
Перспективы производства кислорода в космосе
Более реалистичный подход - разработка компактных и эффективных технологий по производству кислорода непосредственно в условиях открытого космоса.
В частности, ведутся эксперименты по получению кислорода из двуокиси углерода, которая содержится в тонких атмосферах Марса и Венеры. Если такие системы смогут стать компактными и надежными - перспективы освоения человеком Солнечной системы значительно расширятся.
Преимущества открытого космоса для науки
Несмотря на трудности, открытый космос обладает большим потенциалом для научных исследований благодаря отсутствию атмосферы.
В частности, это идеальное место для астрономических наблюдений в различных диапазонах электромагнитного спектра. Также перспективны эксперименты в области фундаментальной физики.
Открытый космос - уникальная естественная лаборатория, позволяющая проверить научные теории в экстремальных условиях.