Почему кислород не улетает в космос
Перейти к содержимому

Почему кислород не улетает в космос

  • автор:

Почему атмосфера Земли не испаряется в космос

Почему атмосфера Земли не испаряется в космос

Все дело в гравитации. Молекулы газа, составляющие атмосферу, имеют массу. А значит гравитация Земли притягивает эти газы вниз. Проще говоря, гравитации Земли достаточно, чтобы удержать атмосферу и не позволить ей испариться в космическое пространство. Кроме этого, защита обеспечивает мощное магнитное поле планеты, которое не дает атмосфере «выветриться» под действием солнечного ветра.

Атмосфера давит на каждый квадратный сантиметр человеческого тела с силой, почти эквивалентной 1 килограмму. Мы этого не ощущаем, ведь это давление уравновешивается внутренним давлением тела человека.

Атмосфера Землі

Тонкий слой атмосферы Земли / Фото NASA Goddard Space Flight Center

Однако все же планета постепенно теряет атмосферу. Это происходит вследствие процесса, который называется «планетарный ветер».

Что такое «планетарный ветер»?

Это процесс потери атмосферой газов. На Земле это происходит в верхних слоях атмосферы, где у большинства газов молекулярная масса меньше. При нагревании Солнцем, молекулы начинают двигаться быстрее. Когда скорость достигает 11,2 километра в секунду, молекулы покидают гравитационное поле Земли. В основном это водород и гелий.

Улетает ли кислород из атмосферы Земли в открытый космос?

Конечно, улетает. И не только кислород, как ты понимаешь. Правильнее сказать, воздух. В воздухе кислород не самая большая составляющая. Дело в том, что сила притяжения прямо пропорциональна произведению массы двух предметов (в данном случае молекул веществ воздуха и земли) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это закон всемирного тяготения. Так вот, на большой высоте квадрат расстояния больше, следовательно, сила притяжения тоже никакая. Так что если появляется какая -то сила, отбрасывающая воздух от земли, то он запросто может и улететь в космос. Ну там вулкан снизу грохнул или ядрёна бомба, или ракета вылетела, или метеор вскользь прошел. Часть воздуха скорее всего уходит. Ну ты не переживай — пока не кончился.

Mikhail LevinИскусственный Интеллект (615329) 14 лет назад

на большой высоте квадрат растояния такой же, как и на малой:).
У нас на 50км уже очень разрежено — а для квадрата расстояния что 6400, что 6400+50

Важнее молекулярный вес, поскольку от него зависит скорость молекулы. При той же температуре — чем меньше вес, тем больше скорость. Например, водород легко набитает 2-ю космичесескую — почему и не встречается в атмосфере.

Остальные ответы

Нет, не улетает. Иначе бы все давно сдохли.
Да, с Земли вообще ничего не улетает, кроме искусственных объектов, разогнанных до второй космической скорости.

конечно улетает.
И вода (пары) тоже улетает.

Где-от в Помеханике были конкретные цифры. Типа за время существования земли так покинули ее пол-океана.

Воды из атмосферы уходит больше, чем падает метеорного вещества.

Но вода еще и неслабо продолжвет выделяться из недр

Ну да. В небольших кол-вах. Иногда из-за вытеснения другими газами. Было 10000 тонн метана, авария, испарился и расширением вытеснил воздух, не обязательно в тех же кол-вах.

Конечно, нет. В космос «улетают» только самые лёгкие элементы — водород и гелий, которых и так почти не содержится в атмосфере. А у кислорода молекулярная масса значительно больше, чем у водорода и гелия, поэтому он и удерживается у поверхности планеты благодаря гравитационному полю.

сие называется диссипация. Элементарная «молекулярка», учите физику, синьор
Александр ЕфременкоУченик (113) 5 лет назад
Какой умный, а просто объяснить не можешь?
Да улетает подробнее здесь http://sciam.ru/article/4469

Вы можете это проверить, сравнив силу загара 20 лет назад и сейчас — сразу ясно, что воздух покидает планету.

Нашу атмосферу «сдувает» солнечный ветер. Даже, по-моему, по несколько литров в секунду.
Но, прежде чем вся атмосфера покинет Землю, Солнце успеет «остыть». Так что смерть от недостатка воздуха нам не грозит.

Почему кислород не улетает в космос

Если уж добрались до планет, то объясните мне почему космический вакуум не высосал вообще всю атмосферу в космос, вместе с нашими любимыми ветрами)
Реально не дает покоя этот вопрос

Club: Летающие болотоходцы
Location: Казантип, в Москве зимую
Weight: ~60 kg.
Благодарностей: 333

Вот зря ты этот вопрос в таких терминах поднял. Сейчас набегут, разъяснят, мало не покажется ))
Самое популярное, для чайников, дал Остап Бендер:
«Вы знаете, Зося, — сказал он, наконец, — на каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило.»
Давит, понимаешь?

Windsurfer
Club: ФВВССР
Location: Чехов
Благодарностей: 12
Сообщение от lalex

Вот зря ты этот вопрос в таких терминах поднял. Сейчас набегут, разъяснят, мало не покажется ))
Самое популярное, для чайников, дал Остап Бендер:
«Вы знаете, Зося, — сказал он, наконец, — на каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило.»
Давит, понимаешь?

А мне как бы термин ничего, показался достаточно точно отражающим суть явления. «Отсосет» постеснялся использовать, чтобы не провоцировать дам участвовать в научной дискуссии.
Мне кажется космический вакуум посильнее будет столба с жалким весом порядка двухсот килограмм. Вот например присоска которой стекла носят. Там несоизмеримо более слабже вакуум, а тяжеленное стекло держит, не оторвешь. И что мешает космическому В ссосать с самого верха «столба», где его вес ничтожен и не может противостоять даже если он вполсилы будет свое дело делать, а потом дальше примется.

Club: Летающие болотоходцы
Location: Казантип, в Москве зимую
Weight: ~60 kg.
Благодарностей: 333

«Кажется» — это ниочем. Возьми, нарисуй стрелки, посчитай силы на куб газа в стратосфере, тогда будет хоть о чем спорить. Вообще до тебя посчитали, все вроде норм., соответсвует, так что можешь просто почитать готовое.

К слову, не на всех планетах есть атмосфера, где-то считают, она была, но утеряна. Так что вопрос не праздный, может и утечь в космос, если что изменится. Но к теме климата это не имеет отношения, на данный миллион лет этот фактор не влияет.

«Кажется» — это ниочем. Возьми, нарисуй стрелки, посчитай силы на куб газа в стратосфере, тогда будет хоть о чем спорить. Вообще до тебя посчитали, все вроде норм., соответсвует, так что можешь просто почитать готовое.

К слову, не на всех планетах есть атмосфера, где-то считают, она была, но утеряна. Так что вопрос не праздный, может и утечь в космос, если что изменится. Но к теме климата это не имеет отношения, на данный миллион лет этот фактор не играет.

еденица — еду
Благодарностей: 114
Записей в блоге: 19
Сообщение от lalex
давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило.»
Теперь и прилечь страшно) Сразу несколько столбов-то получить — не шутка))
Club: Летающие болотоходцы
Location: Казантип, в Москве зимую
Weight: ~60 kg.
Благодарностей: 333

ОБендер, как помнится, тоже очень впечатлился, когда впервые узнал ))
Я кстати, до сих пор не понимаю, как мы выдерживаем, под водой в т.ч.
Но это тема, скорее, для раздела «поржем».

Сказали спасибо за это сообщение: 1
виндсерфингист
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 268

Если бы космический вакуум, который на вершине этого столба, его не отсасывал, то вообще раздавило бы всех нахрен. Пусть сосёт.

Сказали спасибо за это сообщение: 1
еденица — еду
Благодарностей: 114
Записей в блоге: 19
Сообщение от lalex

ОБендер, как помнится, тоже очень впечатлился, когда впервые узнал ))
Я кстати, до сих пор не понимаю, как мы выдерживаем, под водой в т.ч.
Но это тема, скорее, для раздела «поржем».

Обитатели Марианской впадины тоже удивляются))
ЗЫ Говорят есть хорошие столбики и плохие. Хорошие в нас забираются и поддерживают чтобы плохие не раздавили.

Windsurfer
Club: ФВВССР
Location: Чехов
Благодарностей: 12
Сообщение от lalex

«Кажется» — это ниочем. Возьми, нарисуй стрелки, посчитай силы на куб газа в стратосфере, тогда будет хоть о чем спорить. Вообще до тебя посчитали, все вроде норм., соответсвует, так что можешь просто почитать готовое.

Тогда придется предположить что вакуум это не сила
Тогда модель образования столба ОБ мне представляется следующей. Молекулы воздуха стремятся оттолкнуться друг от друга, создавая давление (точнее сумму парциальных давлений газов, входящих в состав воздуха). В противовес им действует сила тяготения, притягивая эти молекулы к земле. В итоге на высоте двух метров от поверхности создается 224кг. Удивительно мне следующее. Сила взаимодействия молекул огромна, вон какие ставят люки на вакуумных сосудах. Как сила тяготения, воздействуя на такую ничтожную по массе молекулу, удерживает ее на границе атмосферы?

Сказали спасибо за это сообщение: 2
lalex (05.06.2017), Pionar (06.06.2017)
виндсерфингист
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 268

На молекулу не действует сила давления. Соотвецвенно и вакуум ей пофигу — она палюбасу в вакууме летит, покуда с другой молекулой не столкнётся. То есть газ это молекулы, носящиеся в пустоте (вакууме). Так газ рассматривается в молекулярно-кинетической теории и её наследницах — физической кинетике и статистической механике. Это модель микромира, в нём давления нет, хотя можно определить силовое воздействие молекул на стенку, как их суммарный, осреднённый во времени импульс.
В гидромеханике же и её разделах газ рассматривается как сплошная среда, в которой нет никаких молекул, летающих в вакууме, а есть сплошные же частицы этой среды, граничащие друг с другом без всякого промежутка. Частицы обладают объёмом и плотностью (а, следовательно, массой) и внутри каждой из них есть (своё) давление. Это привычная для наших органов чувств модель макромира, в котором есть давление и есть вакуум, который тоже можно рассматривать, как сплошную же среду с нулевой массой частиц и нулевым давлением внутри неё.

Вакуум, безусловно, не сила. А вот граница между вакуумом и средой с ненулевым давлением испытывает силу давления.

Не следует смешивать две этих теории, микро и макро, у некоторых от этого крыша начинает двигаться в сторону. Либо рассматривайте молекулы, летающие в пустоте (вакууме) и подсчитывайте их количество, массы, скорости, импульсы, энергию. Либо считайте газ сплошной средой без никаких молекул, но с плотностью, давлением, объёмом составляющих его сплошных и непрерывных частиц.

Как добывают кислород в космосе

Прямо сейчас, на высоте 408 километров над Землей, работает Международная космическая станция. Внутри нее, на протяжении более двадцати лет, трудятся группы астронавтов из самых разных стран, регулярно сменяя друг друга. Все они постоянно нуждаются в трех основных для любой жизни вещах: воде, еде и воздухе. С пищей все понятно — она поставляется в грузовых кораблях, и экипаж может есть рисовую кашу, суп из шампиньонов, творог и множество других вкусных и питательных продуктов. А как в космосе можно добыть кислород и воду, если учесть, что их в грузовых кораблях почти не доставляют? Эти два жизненно важных элемента тесно взаимосвязаны и производятся при помощи специального оборудования. Сейчас мы вкратце разберемся, как все это работает.

Как добывают кислород в космосе. У космонавтов нет проблем с кислородом в космосе — все предусмотрено. Фото.

У космонавтов нет проблем с кислородом в космосе — все предусмотрено

Откуда берется кислород на МКС

За выработку кислорода на космической станции отвечает российская система «Электрон-ВМ», которая была разработана «НИИхиммаш». Она работает на МКС с самого первого дня ее существования и вырабатывает кислород за счет электролиза воды. С целом, система работает очень просто: в специальную емкость поступает вода и через нее пропускается электрический ток, в результате чего жидкость распадается на молекулы кислорода и водорода.

Откуда берется кислород на МКС. Система «Электрон-ВМ». Фото.

За один час работы, система может производить до 160 литров кислорода и 320 литров водорода. Чтобы обеспечить одного человека суточной дозой кислорода, требуется около 1 литра воды. По качеству получаемый кислород соответствует всем требованиям на медицинский кислород, поэтому безопасен для людей и остается на борту. А водород, по крайней мере сегодня, выпускается в открытый космос, но в будущем из него надеются тоже извлекать что-нибудь полезное.

Откуда берется кислород на МКС. При производстве кислорода из воды, водород оказывается за бортом МКС. Фото.

При производстве кислорода из воды, водород оказывается за бортом МКС

Первая система генерации воздуха «Электрон-ВМ» находится в служебном модуле «Звезда». В июле на МКС заработала вторая система, которая располагается в новом модуле «Наука». Считается, что обе системы полностью взаимозаменяемы и могут обеспечивать экипаж станции воздухом во время технического обслуживания одной из них.

Откуда берется кислород на МКС. Конструкция МКС. Фото.

Система «Электрон-ВМ» действительно иногда ломается. Например, такая ситуация произошла в 2020 году, но поломку удалось быстро устранить. В экстренных случаях, экипаж космической станции может получить кислород из баллонов — все уже заранее предусмотрено.

Откуда берется вода на МКС

Вода доставляется на МКС на грузовых кораблях, но происходит это очень редко. На станции имеется система, которая позволяет максимально экономить воду за счет ее многоразовой переработки. Когда члены экипажа моются, использованная вода не уходит в пустоту — она накапливается в специальном отсеке и тщательно очищается, чтобы ее можно было использовать повторно, даже для питья.

Как добывают кислород в космосе. Откуда берется вода на МКС. Фото.

Как космонавты принимают душ на МКС

Более того, существует аппаратура, которая способна выделить воду из отходов жизнедеятельности, то есть мочу можно очистить и восполнить запасы воды. По расчетам, каждый член экипажа МКС ежедневно выделяет до 2,5 литров жидкости.

Откуда берется вода на МКС. На МКС несколько туалетов. Так выглядит санузел в модуле «Спокойствие». Фото.

На МКС несколько туалетов. Так выглядит санузел в модуле «Спокойствие»

Наконец, некоторое количество воды можно извлечь из воздуха, потому что воздух на МКС тоже имеет некоторый уровень влажности.

Всего для полноценного функционирования МКС, требуется около 9 литров воды в год. Примерно 93% использованной воды используется повторно, поэтому доставлять воду на станцию нужно не так часто, что существенно экономит деньги. Получаемая вода, в том числе, используется для получения кислорода упомянутым выше способом.

Как добывают кислород на Марсе

Стоит отметить, что в будущем люди хотят полететь на Луну и Марс, и там тоже нужно каким-то образом добывать кислород — транспортировка баллонов в такие дали будет стоить немыслимых денег. Разработка технологий для добычи кислорода на других планетах уже активно ведется. В 2021 году удачный эксперимент в этом направлении сделал марсоход Perseverance.

Как добывают кислород на Марсе. Марсоход Perseverance. Фото.

Он использовал аппарат MOXIE, который похож на маленькую коробочку и превращает углекислый газ в кислород. Опытным путем было доказано, что инструмент способен производить 5,4 грамма кислорода в час. Это небольшой, но на данный момент очень хороший результат. Подробнее о работе MOXIE вы можете почитать в этом материале.

Хотите расширить свой кругозор? Читайте другие наши материалы, подписавшись на Дзен-канал.

А если вы хотите пообщаться на тему науки и технологий, но вам не с кем, вступайте в наш Telegram-чат — там вы обязательно найдете интересных собеседников.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *