Какво се случва с кислорода в космоса? – Сега. Осъществено от Northrop Grumman


В космоса никой не може да ви чуе да крещите и както всеки ученик от клас знае, това е защото няма въздух, който да носи звукови вълни. От около 350 г. пр. н. е. ние подозираме — и наскоро потвърдихме — това пространството е вакуум. Но какво се случва с кислорода в космоса?

Въпреки че НАСА и други космически агенции бяха добре подготвени с скафандри, преди да изпратят астронавти в космоса, определянето на това какво се случва с кислорода в космоса е по-малко ясно. Въпреки това, изследването на атмосферата – или, по-точно, липсата на атмосфера – в космоса наскоро показа, че молекулярният кислород наистина съществува там, но само на две места досега.

Ясно е, че въпреки че е третият най-разпространен елемент във Вселената, дишащият кислород е в изключително недостиг, след като напуснете нашата планета. Но дали последствията от това? И какво можем да научим от този факт?

Кислород в космоса

Ранното изследване на атмосферата предсказва празнотата на космоса

Това, което се случва с кислорода в космоса, не можеше да бъде потвърдено от пряко наблюдение в началото, тъй като космически полет с екипаж се случи едва през втората половина на 20-ти век. Вместо това, липсата на кислород в космоса първоначално беше предвидена чрез дедукция, наблюдение и много катерене.

Нашата планета е заобиколена от обвивка от атмосфера. Слоевете въздух, съдържащи азот, въглероден диоксид и други газове, като кислород, поддържат живота на планетата. Университетската корпорация за атмосферни изследвания (UCAR) описва как ранните учени са измервали промяната в атмосферата, когато се отдалечавате от земната повърхност.

През 1648 г. двама учени, Блез Паскал и неговият зет Флорин Перие, пренасят еднометрова стъклена колона от живак на върха на планината. Този ранен барометър на Торичели им показа, че атмосферното налягане намалява с надморската височина. През 1787 г. по-нататъшни изследвания, извършени от друг изследовател, който рискувал да развие височинна болест на Монблан, най-високата планина в Европа, показа, че заедно със спада на атмосферното налягане, температурата също намалява.

Тези открития предполагат, че нашата атмосфера се освобождава от гравитацията и изчезва във вакуум на космоса, което беше допълнително потвърдено с дръзки полети с балон все по-високо и по-високо в атмосферата. Рискувайки смърт, ранните учени демонстрираха не само, че атмосферното налягане е по-ниско на по-високи височини, но и че нивата на кислород на четири мили нагоре в атмосферата са толкова намалени, че са почти несъвместими с живота.

По-нататъшно изследване на атмосферата на по-голяма височина, извършено с метеорологични балони без екипаж, потвърди, че има по-малко кислород в горните слоеве на нашата атмосфера и атмосферното налягане там е по-ниско.

Откъде идва кислородът?

Кислородът е третият най-разпространен елемент във Вселената, така че на теория пространството трябва да е пълно с него. Пространството между планетите, звездите и други небесни тела обаче е слабо населено с прах, газ и радиация. Въпреки десетилетия на астрономия, молекулярният кислород (материите, които можете да дишате, състоящи се от два атома, O2, съединени заедно) почти не съществува. Като Science.org отбелязва в космоса водородни молекули, H2превъзхожда О2 с милион към едно.

На Земята, О2 е в изобилие. Образува се от растения, водорасли и фитопланктон по време на фотосинтезата, тъй като те поемат CO2 и го преобразува в енергия. Дишащ кислород образува около 20% от атмосферата и гравитацията я държи тясно свързана с планетата, но в горните слоеве притеглянето не е толкова силно и вакуумът на космоса го издига. Кислородът, излитащ в космоса на височина, е причината повечето алпинисти да носят резерви със себе си, за да изкачат Еверест.

Кислородът все пак съществува в космоса Център за космически полети на Годард отбелязва, че не е образуван по време на Големия взрив. Вместо това той пристигна поради реакции на ядрен синтез в новообразуваните звезди. Тъй като звездите консумират водород и хелий, те създават въглерод и кислород. В края на живота на звездата тези елементи – градивните елементи на въглеродния живот – се хвърлят в космоса.

Така че, да, ние наистина идваме от звезден прах, но той също е звезден прах, който натрупва кислородните молекули в космоса.

Какво се случва с кислорода в космоса?

Кислород е открит през 1770-те, но астрономите едва наскоро откриха къде да го намерят в космоса. И причината да е толкова неуловим е звездният прах.

НАСА съобщи през 2015 г., че инфрачервените детектори в обсерваторията Herschel на Европейската космическа агенция са открили молекулярен кислород само на две места във Вселената: мъглявината Орион и облака Rho Ophiuchi. Причината за този недостиг може да е, че кислородът е много по-лепкав, отколкото се смяташе някога.

Скорошно проучване, което симулира условията на облака от космически прах тук, на Земята, установи, че Свързваща енергия тъй като елементарният кислород е около два пъти по-силен от очакваното. В облаците от звезден прах тази силна привързаност означава, че самите кислородни атоми не са свободни да се комбинират и образуват дишащ O2. Когато са плътно свързани със зърната космически прах, те се свързват с водород, вместо да образуват H2О, или вода, която след това замръзва.

Въпреки че отделните кислородни атоми са често срещани около звездите, които ги създават, звездният прах бързо ги събира и не ги пуска лесно. Когато гледате нагоре към звездите през нощта, помнете този факт и може да ви даде малко утеха да знаете малко повече за това как работи нашата вселена и какво се случва с кислорода там горе.

Интересувате се от всичко, свързано с космическото пространство и изследването? Ние също сме. Погледни Northrop Grumman и помислете присъединяване към нашия екип.