فضا کجاست

[koorosh1374]

فضا کجا است؟ اغلب درباره سفرهای فضایی مطالبی می‌شنویم، اما به راستی مرز بین فضا و زمین کجا است؟ از چه منطقه‌ای باید گذر کنیم تا اسم‌ ما نیز در فهرست پرافتخار فضانوردان ثبت شود؟ این مقاله تلاش دارد تا به این پرسش اولیه پاسخ گوید.
فضای بیرونی [Outer Space] که به اختصار فضا نیز نامیده می‌شود، به منطقه‌ای نسبتاً خالی از جهان اطلاق می‌گردد که بعد از لایه جو اجرام سماوی قرار دارد. بنابراین اگر در ماه زندگی کنیم، پا در ماه و سر در فضا داریم چون این جرم سماوی فاقد جو است اما اوضاع در زمین متفاوت است و برای رسیدن به فضا باید کیلومترها از سطح این جرم سماوی دور شویم.

لایه‌های مختلف جو زمین

در یک تقسیم‌بندی کلی می‌توان جهان هستی را به سه منطقه فضای خاکی، فضای جوی و فضای بیرونی تقسیم کرد. فضای خاکی بخشی از جهان را تشکیل می‌دهد که مولکولهای جامد با گرد آمدن در کنار هم جرمی سماوی را تشکیل داده باشند. فضای جوی قسمتی از دنیا است که چگالی مولکولهای گاز در آن به قدری است که نمی‌توان آن فضا را تهی فرض کرد. جو ناهید، زمین، بهرام یا قسمت اعظم سیاره‌های مشتری‌گونه مانند مشتری، کیوان و اورانوس از این دسته هستند. اما فضای بیرونی منطقه‌ای است که علی‌رغم تصور عامه مردم خالی و تهی نمی‌باشد بلکه چگالی مواد در این ناحیه بسیار اندک است. در فضای بیرونی غالباً گاز هیدروژن، یونها، ذرات تشکیل دهنده اتم (الکترونها و پروتونها) و گاهی اوقات غبارهای فضایی یافت می‌شود اما میزان این مواد در گستره عظیم این منطقه چنان کم است که می‌توان به نسبت فضای خاکی و یا جوی، آنجا را تهی فرض کرد. زمین از جمله مناطقی در جهان است که هر سه فضا را در خود دارد. مرز بین فضای خاکی و فضای جوی کاملاً مشخص و معلوم می‌باشد. اما برعکس مرز مشخصی بین فضای جوی و فضای بیرونی وجود ندارد. جو زمین با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود و به تدریج جای خود را به فضای بیرونی می‌دهد. از این رو مرزی مجازی برای گذر از فضای جوی به فضای بیرونی تعریف شده است. با توجه به کاربردها و نگاه‌های متفاوت چندین مرز به وجود آمده است. طبق تعریف فدراسیون بین‌المللی هوانوردی، خط کارمن [Karman Line] در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری از سطح متوسط دریاها مرز بین هوا و فضا است. این تعریف به این دلیل انتخاب شده است که بعد از این ارتفاع غلظت جو به دلیل افزایش ناگهانی و شدید دما به قدری کاهش می‌یابد که می‌توان از نیروی پسای ناشی از برخورد مولکولهای جو با شئ پرنده صرف‌نظر کرد و یا از منظری دیگر غلظت جو زمین به قدری کاهش می‌یابد که سرعت لازم برای تولید نیروی برآ توسط هواپیماها از سرعت لازم مداری فضاپیماها بیشتر می‌شود. از دیگر سو طبق تعریف رسمی ایالات متحده آمریکا فردی که قادر باشد در ارتفاعی بیش از ۸۰ کیلومتر از سطح زمین پرواز کند، مفتخر به کسب عنوان فضانورد خواهد شد. این ارتفاع جایی است که لایه مزوسفیر [Mesosphere] تمام می‌شود. اما مهندسان طراح هوافضا، هنگام طراحی و یا شبیه‌سازی بازگشت اجرام به جو زمین، گذر از ارتفاع ۱۲۰ کیلومتری را عبور از مرز فضا به جو می‌شناسند. سرعت بسیار زیاد اجسام در بازگشت به جو دلیل تفاوت دیدگاه این دسته از مهندسان با گروه اول است. در سرعتهای بسیار زیاد، جو رقیق فاصله بین ارتفاع ۱۲۰ تا ۱۰۰ کیلومتری، پسای اتمسفری قابل توجهی تولید می‌کند. فضای بیرونی خود شامل تقسیمات فراوانی است. بخشی از فضای بیرونی که در داخل منظومه شمسی قرار دارد را فضای بین سیاره‌ای می‌نامند. با گذر از هلیوپاس ( [Heliopause] مرز منظومه شمسی، جاییکه بادهای خورشیدی با بادهای ستاره‌ای کهکشان راه‌شیری برخورد می‌کنند) وارد قسمتی از فضای بیرونی می‌شویم که به آن فضای بین ستاره‌ای می‌گویند. در قدم بعدی با گذر از مرز کهکشان راه شیری وارد منطقه بسیار جدید و شگفت‌انگیزی می‌شویم که از آن با فضای بین کهکشانی یاد می‌شود. عدم وجود جو در فضای بیرونی (یا به عبارت بهتر، غلظت بسیار اندک گاز و ذرات جامد در آن منطقه)، این قسمت از جهان را برای رصد آسمان در تمام گستره طول موج امواج الکترومغناطیسی ایده‌آل ساخته است. فقط در چنین محیطی است که تلسکوپ فضایی هابل قادر به دریافت امواجی از ۱۴ میلیارد سال پیش می‌گردد. امروزه بیشتر دانش ما از فضا مرهون چنین امکان بدیعی است که بشر را قادر می‌سازد فارغ از اغتشاشات جو بر موجی که دریافت می‌کند، وسعت دانش خود را افزایش دهد. بودن در فضای بیرونی خطرات بی‌شماری برای موجودات زنده به همراه دارد.

اولین خطر برای نوعی از زندگی که ما می‌شناسیم، عدم وجود اکسیژن است. نوع بشر برای بقا به اکسیژن جو احتیاج مبرم دارد و تنها هفت دقیقه نبود آن را تحمل می‌کند. خطر دوم مربوط به فشار بسیار بسیار اندک هوا است که می‌توان آن را صفر فرض نمود. بدن انسان بعد از سالها بودن در شرایط سطح زمین خود را با فشار یک اتمسفری جو مطابقت داده است. به این منظور ما فشار داخلی معادل یک اتمسفر در بدن خود داریم تا همچون یک قوطی خالی در اثر فشار جو زمین له نشویم . در شرایط خلاء این فشار داخلی باعث دردسر خواهد شد. البته موجود زنده‌ای که شرایط خلاء را تجربه می‌کند در اثر فشار داخلی دچار از هم‌ پاشیدگی نخواهد شد اما اتفاقات ناگوار دیگری برایش روی خواهد داد. برای مثال آب در اندام سطحی مانند چشمها و پوست شروع به جوشیدن و تبخیر شدن مي‌کند، مویرگها در اثر فشار داخلی پاره خواهند شد و مرگ دردناکی در انتظار وی خواهد بود.