Corona Feng Shui
En el campo aeroespacial, es muy importante comprender el espesor de la atmósfera, porque para una nave espacial, solo atravesando la atmósfera terrestre y eliminando la resistencia del aire terrestre puede realmente ingresar al espacio. más allá de la tierra. Este tipo de actividad aérea también se denomina aeroespacial.
Las actividades de vuelo (navegación) de las aeronaves en la atmósfera terrestre (espacio aéreo) se denominan aviación.
Según la definición de la Federación Aeronáutica Internacional, la línea divisoria entre "aviación" y "aeroespacial" se llama "Línea Kalman". Esta altura es de 100 km. Si alguna nave espacial quiere volar continuamente, debe atravesar la línea de Karman. Cuando la velocidad en la dirección tangencial de la línea de Karman supere la primera velocidad cósmica, podrá volar continuamente alrededor de la Tierra.
Aunque la Federación Aeronáutica Internacional ha definido la altura de la Línea Karman, los científicos aún mantienen una gran controversia sobre la determinación de la altura de la Línea Karman. De 1951 a 1962 hubo más de 30 opiniones diferentes sobre la altura de la Línea Kármán. Estas definiciones de altitud fronteriza oscilan entre 20 y 400 kilómetros sobre el nivel del mar, pero la mayoría se sitúa entre 75 y 100 kilómetros.
De hecho, a partir de diversas actividades espaciales humanas se puede ver que el espesor de la atmósfera terrestre puede superar con creces los 100 kilómetros. Por ejemplo, la Estación Espacial Internacional vuela a una altitud de unos 400 kilómetros, pero a medida que gira alrededor de la Tierra, su altitud sigue disminuyendo. Esto se debe a que a una altitud de 400 kilómetros, todavía hay fricción entre la fina atmósfera y la estación espacial, lo que hace que la velocidad de la estación espacial disminuya gradualmente y su altitud orbital disminuya. Por lo tanto, habrá hélices en la estación espacial para acelerar la estación espacial regularmente y mantener la altitud orbital.
¿Qué densidad tiene la atmósfera terrestre? Los científicos intentan utilizar estándares más universales para definir la atmósfera terrestre, pero la atmósfera terrestre es en realidad mucho más compleja de lo que se imagina y está lejos de poder definirse con una sola línea.
El astrónomo Lyman Spitzer definió el concepto de “capa de escape”, también conocida como “capa exterior” y “capa de escape”, que es la atmósfera por encima de la termosfera (capa cálida), que es la capa más externa de La atmósfera terrestre. Bajo la influencia de los rayos solares ultravioleta y los rayos cósmicos, la mayoría de las moléculas de esta capa de aire están ionizadas, el contenido de protones y núcleos de helio supera con creces el de los átomos de hidrógeno neutros. El aire en la capa de escape es extremadamente fino y tiene una densidad casi igual a la del espacio, por lo que a menudo se la llama atmósfera exterior. Esta región de la atmósfera también se conoce como corona terrestre.
Debido a que la corona está ubicada en la capa más externa de la atmósfera, si podemos saber dónde está el límite exterior de la corona, entonces podemos conocer el espesor de la atmósfera de la Tierra. Lo que hacen los científicos es utilizar naves espaciales para observar la luz emitida por la corona en el espacio exterior para detectar el área de la corona.
El principio de este método es que el hidrógeno de la corona terrestre se dispersará con la radiación ultravioleta lejana del sol y emitirá luz. Hay varias líneas espectrales emitidas por la corona de la Tierra. La línea espectral más fuerte es la radiación Lyman alfa, que es la línea espectral emitida cuando los electrones de los átomos de hidrógeno pasan del número cuántico principal n = 2 a n = 1. Los investigadores lo utilizan principalmente para detectar la corona solar. El equipo utilizado por los científicos es el Observatorio Solar y Heliosférico (SOHO). El dispositivo fue desarrollado conjuntamente por la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA (Nasa). Los instrumentos del SOHO pueden filtrar la radiación Lyman alfa del espacio más profundo y medir con precisión la luz de la corona terrestre.
El estudio encontró que la circunferencia de la corona terrestre superó con creces las expectativas de la gente, con la altura más externa alcanzando casi 630.000 kilómetros, mientras que la distancia promedio entre la Tierra y la Luna es de 380.000 kilómetros, lo que equivale a la la luna todavía está dentro de la corona terrestre, en otras palabras, la Luna todavía está dentro de la atmósfera terrestre.
Además, la región de la corona también se ve afectada por la luz solar. Bajo la influencia de la presión de la luz solar, la corona se distribuye en forma de cola de cometa y la presión de la luz en el lado que mira al sol es relativamente alta, lo que hace que los átomos de hidrógeno de la corona sean "comprimidos" por la luz solar. Al analizar los resultados de la detección, se encontró que hay alrededor de 70 átomos por centímetro cúbico a una distancia de 60.000 kilómetros de la superficie terrestre, mientras que a una distancia de 380.000 kilómetros (aproximadamente la altura de la órbita de la luna), solo hay 0,2 átomos por centímetro cúbico en promedio. En el lado opuesto al sol, la densidad total de átomos de hidrógeno es mayor y el alcance de la corona será mayor.
Al observar la corona terrestre, los científicos han obtenido datos más precisos sobre la atmósfera terrestre. Aunque la cantidad de atmósfera terrestre es insignificante a la altitud de la Luna, los científicos tienen una imagen más precisa de la atmósfera terrestre.
Datos de referencia
[1] Mapeo Lyman-α de SWAN/SOHO: Corona terrestre de hidrógeno mucho más allá de la Luna[J]. Revista de investigación geofísica: física espacial, 2019, 124(2):861-885.