Космические воздействия характеризуются совокупностью воздействий космической среды, к которым относятся: глубокий вакуум, невесомость, температура, электромагнитные и корпускулярные излучения, наличие метеорных частиц, магнитных и гравитационных полей и др.
При изучении параметров космических условий выделяют три среды: межзвездную, межпланетную, атмосферу планет и их спутников.
Межзвездная среда состоит из межзвездного газа и мельчайших твердых частиц пыли, заполняющих пространство между звездами в галактиках. Межзвездная среда вблизи Солнца переходит в межпланетную среду.
Межпланетная среда заполняет пространство между планетами Солнечной системы. Она состоит из ионизированных атомов водорода и атомов гелия (90 и 9%). Наибольший интерес представляет для нас атмосфера Земли и ее внешняя часть - экзосфера.
Изменение параметров атмосферы Земли с высотой выглядит следующим образом, таблица 1.
Таблица 1 - Изменение параметров атмосферы Земли с высотой
|
Высота, км |
Давление, Па |
Температура, К |
Концентрация частиц, см-3 |
Характеристика вакуума |
|
Уровень моря |
1,33∙105 |
293 |
2,7∙1019 |
- |
|
200 |
8,5∙10-5 |
1200 |
7∙109 |
Глубокий |
|
500 |
4∙10-7 |
1600 |
2,5∙107 |
Глубокий |
|
1000 |
4∙10-9 |
1600 |
1,5∙105 |
глубокий |
|
10000 |
2,5∙10-10 |
15000 |
1∙103 |
сверхглубокий |
В космических условиях все факторы действуют на фоне глубокого вакуума, что ускоряет протекание различных физических процессов. В космическом пространстве любой материал выделяет газы и пары, примеси и добавки, аскорбиновые кислоты на поверхности и в объеме.
Космический вакуум вызывает сублимацию поверхностных слоев материалов ЭА, т.е. с течением времени происходит уменьшение исходной толщины. Например, пластины Zn или калия за год уменьшаются за счет сублимации на 0,1мм при температуре поверхности 100-150С. Если использовать Al, Si, Cu, Ni, и Br., то для получения такого же результата, необходимо Т = 750-1000.
Потери полимерных соединений происходят главным образом за счет разложения в более простые летучие вещества. Массопотери некоторых материалов достигают 2% при циклическом изменении температуры 90-120С и облучении Солнцем.
В результате происходит изменение теплофизических и диэлектрических характеристик материалов. Теплообмен может осуществляться только за счет излучения. Затруднена теплопередача за счет соприкосновения, из-за микронеровности и вакуумных промежутков между ними. В среднем падение температуры воздуха с высотой составляет примерно 0,56° на каждые 100 м вертикального подъема.
В тропосфере температура воздуха уменьшается на 4-8° на каждый километр высоты. Если летом у земли температура +20 - + 30°, то на высоте 3-4 км температура около 0°, а на высоте 9-11 км достигает минусовой температуры 40-50°.
На рисунке 1 указаны значения температуры в зависимости от высоты, принятые в качестве международного стандарта. Этими значениями пользуются для расчетов и сопоставления данных. На этом же рисунке для того случая, когда необходимы более точные сведения о температуре, приведены зависимости температуры от высоты над уровнем моря для субтропической зимы, умеренного лета и тропического лета.
Статьи и публикации:
Развитие представлений о целостности живой природы как планетарного явления
К середине XIX в. были выполнены важные работы в области географии растений и животных продемонстрировавшие специфику распространения жизни на Земле. Под влиянием идей Ч. Дарвина интерес к биогеографии резко возрос, что привело во второй ...
Акклиматизация и интродукция растений
Город Волгоград находится в эпицентре сухостепной зоны.
Его окрестности являются типичным участком этой зоны. Годовое количество осадков = 320 – 350 мм. Максимальная температура - 42°С, минимальная - 41°С. Эти данные свидетельствуют о тру ...
Емкость мембраны
Мембрана клетки не только проводит ионные токи, но и накапливает заряд на своей внешней или внутренней поверхности. С точки зрения теории электричества, разделение зарядов на мембране означает, что мембрана обладает свойствами конденсатор ...