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Espacio exterior

El espacio exterior o espacio vacío, también simplemente llamado espacio, se refiere a las regiones relativamente vacías del universo fuera de las atmósferas de los cuerpos celestes. Se usa espacio exterior para distinguirlo del espacio aéreo y las zonas terrestres. El espacio exterior no está completamente vacío de materia (es decir, no es un vacío perfecto) sino que contiene una baja densidad de partículas, predominantemente gas hidrógeno, así como radiación electromagnética. Aunque se supone que el espacio exterior ocupa prácticamente todo el volumen del universo y durante mucho tiempo se consideró prácticamente vacío, o repleto de una sustancia llamada éter, ahora se sabe que contiene la mayor parte de la materia del universo. Esta materia está formada por radiación electromagnética, partículas cósmicas, neutrinos sin masa e incluso formas de materia no bien conocidas como la materia oscura y la energía oscura. De hecho en el universo cada uno de estos componentes contribuye al total de la materia, según estimaciones, en las siguientes proporciones aproximadas: elementos pesados (0.03 %), materia estelar (0.5 %), neutrinos (0.3 %), estrellas (0.5 %) hidrógeno y helio libres (4 %) materia oscura (aprox. 25 %) y energía oscura (aprox. 70 %); total 100.33 %, por lo que sobra un 0.33 % sin estimar. La naturaleza física de estas últimas es aún apenas conocida. Solo se conocen algunas de sus propiedades por los efectos gravitatorios que imprimen en el período de revolución de las galaxias, por un lado, y en la expansión acelerada del Universo o inflación cósmica.

Capas de la atmósfera (no está a escala)

Primeras observaciones

En la Antigua Grecia, el filósofo Aristóteles sugirió la existencia del vacío, más adelante el filósofo Parménides negó la existencia del vacío, dejó claro que era imposible.[1]​ Ya en el siglo XVII, el filósofo francés René Descartes argumentó que el espacio exterior debía estar ocupado completamente de materia.

En la China del siglo II el astrónomo Zhang Heng aseguró que el espacio es infinito y se extiende más allá del Sol y las estrellas.[2]Galileo Galilei sabía que el aire tiene masa, por lo tanto está sujeto a la gravedad. En el año 1640 demostró que una fuerza establecida se resiste a la formación un espacio vacío, para 1643 Torricelli creó un aparato para producir un vacío parcial, el descubrimiento dio lugar al primer barómetro de mercurio y en la época fue una sensación científica entre los europeos. El matemático Blaise Pascal estudió el barómetro y calculó detalles para conocer la presión del aire.[3]

 
Bomba de vacío de Otto von Guericke (arriba a la derecha).

En el año 1650 el científico alemán Otto von Guericke construyó la primera bomba de vacío, con el cual concluyó que la atmósfera rodea al planeta Tierra, donde la densidad gradualmente baja cuanto más altitud existe.[4]​ En el siglo XV el teólogo alemán Nicolás de Cusa especuló que el universo no tenía centro ni circunferencia;[5]​ estas ideas llevaron al filósofo italiano Giordano Bruno a extender el modelo heliocéntrico de Copérnico, Bruno introdujo el concepto de una sustancia llamada éter, que supuestamente ocupa todo el espacio del universo y no se resiste al movimiento de los cuerpos celestes. A la misma conclusión llegó el inglés William Gilbert, que remarcó que las estrellas son visibles a causa de la sustancia éter o de una especie de vacío.[6]

El concepto de que el espacio del universo es ocupado por el éter continuó hasta el siglo XX, la sustancia fue vista por mucho como el medio por el cual la luz se transporta en el espacio. Tras varias pruebas e investigaciones, la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein reemplazó las ideas anteriores, en la teoría se expone que la velocidad de la luz en el vacío es constante y no cambia según la ubicación del observador.[7]

El astrónomo inglés Thomas Digges respaldó la teoría del universo infinito, a pesar de que por los años 1938 no existía una medida definida de su tamaño. Fue el astrónomo alemán Friedrich Bessel quien encontró que la estrella 61 Cygni se encontraba a 10 años luz de distancia de la Tierra. En 1923 Edwin Hubble calculó la distancia de la galaxia Andrómeda.[8]​ El científico suizo Charles É. Guillaume hizo una medición estimada de la temperatura del universo, la situó entre 5 y 6 K. Más adelante se hicieron cálculos similares que arrojan 3.18 K. y en el año 1933 el alemán Erich Regener definió una temperatura de 2.8 K. basado en la energía de los rayos cósmicos. El concepto moderno de espacio exterior se originó en la teoría del Big Bang, que propone que el universo fue creado a partir de una forma compacta muy densa, la energía inicial ha ido decreciendo con el tiempo y perdiendo densidad.[9]

Formación y estado

 
Línea del tiempo de la evolución del universo.

De acuerdo con la teoría del Big Bang, hace aproximadamente 13.8 billones de años el universo recién creado era de un estado de extremo calor y densidad, en muy poco tiempo se expandió rápidamente. Pasados 380 mil años el universo se volvió lo suficientemente frío para permitir a los protones y electrones combinarse, fase conocida como época de recombinación. La materia y la energía se separaron, permitiendo a los fotones viajar libremente por el universo en expansión. La materia que quedó después de la expansión inicial sufrió un colapso gravitacional para crear estrellas, galaxias y objetos astronómicos, dejando un vacío conocido como espacio exterior.[10]

La forma actual del universo se ha determinado a partir de mediciones de la radiación de fondo de microondas utilizando satélites como la sonda WMAP. Estas observaciones indican que la geometría espacial del universo observable es «plana», lo que significa que los fotones en trayectos paralelos en un punto permanecen paralelos mientras viajan a través del espacio hasta el límite del universo observable, a excepción de la gravedad local.[11]​ El Universo plano, combinado con la densidad de masa medida del Universo y la expansión acelerada del Universo, indica que el espacio tiene una energía de vacío distinta de cero, que se llama energía oscura.[12]

Las estimaciones de la densidad de energía promedio del universo actual son de 5,9 protones por metro cúbico, se incluye la energía oscura, la materia oscura y la materia bariónica. Los átomos representan solo el 4.6% de la densidad total de energía.[13]​ Sin embargo, la densidad del universo no es uniforme, se pueden encontrar zonas de alta densidad en galaxias, planetas y agujeros negros, en contraste con una baja densidad en zonas con grandes vacíos.[14]

Entorno

 
El Campo Ultra Profundo del Hubble, su luz fue emitida hace 13 000 millones de años.

En el espacio exterior las estrellas, planetas y otros cuerpos celestes no se someten a ninguna fricción, por lo que pueden moverse libremente en sus órbitas. Sin embargo, el supuesto vacío del espacio no lo es del todo, contiene algunos átomos de hidrógeno por metro cúbico.[15]​ La baja densidad de materia en el espacio exterior significa que la radiación electromagnética puede viajar grandes distancias sin dispersarse: la trayectoria libre media de un fotón en el espacio es de aproximadamente 10^23 km, o 10 billones de años luz.[16]

Las estrellas, planetas y otros objetos celestes retienen sus atmósferas por atracción gravitacional. Estas no tienen un límite superior definido: la densidad del gas atmosférico disminuye de forma gradual con la distancia hasta que se vuelve indistinguible del espacio exterior.[17]​ La presión atmosférica de la Tierra cae a aproximadamente 0.032 Pa a 100 kilómetros de altitud.[18]

La temperatura del espacio exterior se mide en términos de la actividad cinética del gas, como lo es en la Tierra. Sin embargo, la radiación del espacio exterior tiene una temperatura diferente a la temperatura cinética del gas, lo que significa que el gas y la radiación no están en equilibrio termodinámico.[19]​ La temperatura del gas en el espacio exterior siempre es al menos la temperatura de la radiación de fondo de microondas, pero pueden ser mucho más altas. Por ejemplo, la corona del Sol alcanza temperaturas por encima de entre 1.2 y 2.6 millones de K.[20]

A pesar del entorno hostil, existen varias formas de vida que pueden soportar condiciones espaciales extremas durante largos períodos. Las especies de líquenes usadas en la instalación BIOPAN de la ESA sobrevivieron a la exposición durante diez días en el año 2007.[21]​ Las semillas de Arabidopsis thaliana y Nicotiana tabacum germinaron tras estar expuestas al espacio durante 1,5 años. Una cepa de Bacillus subtilis sobrevivió 559 días expuesta a una órbita terrestre baja o a un ambiente marciano simulado.[22]

Exposición en humanos

 
El traje espacial de los astronautas los protege de la presión y la radiación.

El cuerpo humano es vulnerable a condiciones de altitud en la atmósfera terrestre. La altitud donde la presión atmosférica conicide con la presión del vapor de agua se llama línea de Armstrong, en honor al médico estadounidense Harry G. Armstrong. Se ubica a una altitud de 19.14 km. Por encima de la línea los fluidos en la garganta y pulmones se evaporan, la saliva y lagrimas. Para protección y supervivencia se requiere un traje o cápsula presurizada.[23]

Una vez en el espacio, la exposición repentina sin protección a muy baja presión, puede causar barotrauma pulmonar, una ruptura de los pulmones, a causa de la diferencia de presión entre el interior y el exterior del pecho. Una descompresión rápida puede romper los tímpanos y los senos paranasales, los hematomas y la filtración de sangre pueden ocurrir en los tejidos blandos y el choque puede causar un aumento en el consumo de oxígeno que causaría una hipoxia.[24]

Como consecuencia de la descompresión rápida, el oxígeno disuelto en la sangre desemboca en los pulmones para tratar de igualar la presión parcial. Una vez que la sangre desoxigenada llega al cerebro, en varios segundos se pierde la conciencia y se muere de hipoxia tras varios minutos.[25]​ La sangre y otros fluidos corporales hierven cuando la presión cae por debajo de 6.3 kPa condición llamada ebullismo. El vapor puede hinchar el cuerpo al doble de su tamaño normal, sin embargo, el ebullismo se ve frenado por la contención de presión de los vasos sanguíneos, por lo que la sangre permanece líquida.[26]

La hinchazón y el ebullismo se pueden reducir usando un traje de presión. El traje de protección de altura de la tripulación (CAPS en inglés) es una prenda elástica diseñada en 1960 para los astronautas, evita el ebullismo a presiones de 2 kPa.[27]​ Se necesita oxígeno suplementario a 8 km para respirar y evitar la pérdida de agua. La mayoría de los trajes espaciales usan alrededor de 30-39 kPa de oxígeno puro, similar a la cantidad en la superficie de la Tierra. Esta presión es suficiente para evitar el ebullismo, pero la evaporación del nitrógeno disuelto en la sangre puede causar la enfermedad de descompresión.[28]

Los seres humanos están acostumbrados a la gravedad de la Tierra y la exposición a la ingravidez tiene efectos nocivos en la salud. Más del 50% de los astronautas experimentan mareo espacial, causando náuseas y vómitos, vértigo, dolores de cabeza, letargo y malestar general. La duración de la enfermedad espacial varía, tiene una duración aproximada de uno a tres días, luego de los cuales el cuerpo se ajusta al nuevo entorno. La exposición a la ingravidez a largo plazo produce atrofia muscular y deterioro del esqueleto, u osteopenia en el vuelo espacial. Estos efectos se pueden minimizar con intensivos ejercicios que son obligatorios en el entrenamiento de los astronautas.[29]

Para viajes espaciales de larga duración, la radiación representa un grave peligro para la salud. La exposición a rayos cósmicos ionizantes de alta energía puede provocar fatiga, náuseas, vómitos, daños en el sistema inmune y cambios en el recuento de glóbulos blancos. Durante períodos más largos existe potencial riesgo de cáncer, daño ocular, del sistema nervioso, los pulmones y el tracto gastrointestinal.[30]​ En una misión a Marte de ida y vuelta de tres años de duración, una gran fracción de las células del cuerpo de un astronauta sería atravesada y dañada por la radiación.[31]​ Afortunadamente, la energía de tales partículas disminuye por el blindaje de las paredes de una nave espacial y otras barreras. Sin embargo, el impacto de los rayos cósmicos sobre el blindaje produce radiación adicional que puede afectar a la tripulación.[32]

Límite de la Tierra

No hay un límite claro entre la atmósfera terrestre y el espacio exterior, ya que la densidad de la atmósfera decrece gradualmente a medida que la altitud aumenta. No obstante, la Federación Aeronáutica Internacional ha establecido la línea de Kármán a una altitud de 100 kilómetros como una definición de trabajo para el límite entre la atmósfera y el espacio. Esto se usa porque, como Theodore von Kármán calculó, por encima de una altitud de unos 100 km un vehículo típico tendría que viajar más rápido que la velocidad orbital para poder obtener suficiente sustentación aerodinámica para sostenerse él mismo. Estados Unidos designa a la gente que viaja por encima de una altitud de 80 km como astronautas. Durante la reentrada atmosférica, la altitud de 120 km marca el límite donde la resistencia atmosférica se convierte en perceptible.

Sistema solar

 
El Sol y los planetas del sistema solar.

El espacio exterior dentro del sistema solar es llamado espacio interplanetario, que se convierte en espacio interestelar en la heliopausa. El vacío del espacio exterior no es realmente vacío; está poblado en parte con varias docenas de tipos de moléculas orgánicas descubiertas mediante espectroscopia de microondas. Según la teoría del Big Bang, la radiación de los cuerpos negros de 2,7 K de temperatura quedó del 'big bang' y el origen del universo llena el espacio, así como los rayos cósmicos, que incluyen núcleos atómicos ionizados y varias partículas subatómicas.[33]

La ausencia de aire convierte al espacio en lugares ideales para la astronomía en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético. Las imágenes y otros datos de vehículos espaciales no tripulados han proporcionado información sobre los planetas, asteroides y cometas en nuestro sistema solar.

Satélites

Hay muchos satélites artificiales orbitando la Tierra, incluyendo satélites de comunicaciones geosíncronos a 35 786 km sobre el nivel del mar sobre el ecuador. Sus órbitas nunca se "deterioran" porque casi no hay materia allí para ejercer arrastre por fricción. Hay también una creciente dependencia de satélites que permiten el Sistema de posicionamiento global (GPS), para usos militares y civiles. Una idea equivocada común es que la gente en órbita está fuera de la gravedad de la Tierra porque están "flotando", pero flotan porque están en caída libre: la fuerza de la gravedad y su velocidad lineal crean una fuerza centrípeta interior que no les permite volar fuera, hacia el espacio. La gravedad de la Tierra alcanza más allá del cinturón de Van Allen y mantiene la Luna en órbita a una media de 384 403 km. La gravedad de todos los cuerpos celestes tiende a cero con la inversa del cuadrado de la distancia.

Regiones del espacio

Geoespacio

 
Una aurora captada por el Transbordador espacial Discovery en 1991.

Las diferentes regiones del espacio están definidas por las diversas atmósferas que dominan dentro de ellos, y se extienden sin un límite definido. El espacio geoespacial se extiende desde la atmósfera de la Tierra hasta los confines del campo magnético, con lo cual da paso al viento solar del espacio interplanetario. El espacio interplanetario se extiende hasta la heliopausa, con lo cual el viento solar da paso a los vientos del medio interestelar.[34]​ El espacio interestelar continúa hasta los bordes de la galaxia, donde se desvanece en el vacío intergaláctico.[35]

El geoespacio está poblado por partículas con carga eléctrica y densidades muy bajas, cuyos movimientos son controlados por el campo magnético de la Tierra. Las tormentas geomagnéticas pueden perturbar a los cinturones de radiación y la ionosfera. Estas tormentas aumentan los flujos de electrones energéticos que pueden dañar permanentemente componentes electrónicos de satélites, interfiriendo con la comunicación por radio de onda corta y los sistemas GPS.[36]​ Las tormentas magnéticas también pueden ser un peligro para los astronautas, incluso en órbita terrestre baja. También crean auroras en latitudes altas.[37]​ Considerados parte espacio exterior, los primeros cientos de kilómetros por encima de la línea de Kármán son suficientes producir un arrastre en los satélites.[38]​ Esta región contiene material residual de lanzamientos tripulados y no tripulados, peligrosos para las naves espaciales. Algunos de estos escombros vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra de vez en cuando.[39]

Espacio lunar

La gravedad de la Tierra mantiene a la Luna en órbita en promedio a 384.403 km de distancia. La región fuera de la atmósfera terrestre, extendida más allá de la órbita de la Luna, incluidos los Puntos de Lagrange, es llamada espacio cislunar.[40]​ La región donde la gravedad de la Tierra influye actúa contra las perturbaciones gravitacionales del Sol se llama Esfera de Hill. Se extiende a casi el 1% de la distancia media entre la Tierra y el Sol.[41]

Medio interplanetario

 
El plasma (azul) y el polvo (blanco) de la cola del Cometa Hale-Bopp es separado por la radiación solar y el viento solar, respectivamente.

En el espacio interplanetario domina el viento solar, una corriente de partículas cargadas que provienen del Sol y crean una atmósfera llamada heliosfera, que ocupa billones de kilómetros en el espacio. La densidad de partículas del viento solar es de 5–10 protones/cm3 y se mueve a una velocidad de 350–400 km/s.[42]​ El espacio interplanetario se extiende hacia la heliopausa, donde los vientos provenientes del espacio interestelar dominan sobre el campo magnético y el flujo de partículas del Sol. La distancia y fuerza de la heliopausa son variables, dependen del nivel de actividad del viento solar.[43]

El volumen del espacio interplanetario es un vacío casi total, con una trayectoria libre media de aproximadamente una unidad astronómica en la distancia orbital de la Tierra. El espacio interplanetario no está vacío, contiene cantidades medianas de rayos cósmicos, que incluyen núcleos atómicos ionizados y partículas subatómicas. Existe también gas, plasma y polvo, meteoritos y varios tipos de moléculas orgánicas descubiertas hasta la fecha por espectroscopía de microondas.[44]​ Una nube de polvo interplanetario es visible en la noche como una banda débil llamada luz zodiacal.[45]

Además del campo magnético del Sol, existe magnetósferas generadas por planetas como Júpiter, Saturno, Mercurio y la Tierra que tienen sus propios campos magnéticos. Están moldeadas por la influencia del viento solar, en forma de lágrima con la cola extendida hacia atrás del cuerpo celeste. Estos campos magnéticos atrapan partículas del viento solar, creando cinturones de partículas cargadas como el cinturón de radiación de Van Allen. Planetas sin campos magnéticos como Marte, tienen sus atmósferas erosionadas a causa del viento solar.[46]

Medio interestelar

 
Arco de choque formado por la magnetosfera de una joven estrella, al colisionar con la Nebulosa de Orión.

El espacio interestelar es el espacio físico dentro de una galaxia. Aproximadamente el 70% de la masa del medio interestelar consiste en rayos cósmicos, campos magnéticos y átomos de hidrógeno solitarios; la mayor parte del resto consiste en átomos de helio. Además de lo mencionado anteriormente, el medio interestelar contiene trazas de átomos más pesados, formados por la nucleosíntesis estelar. Los átomos son expulsados por vientos estelares o cuando las estrellas se desprenden de su envoltura, proceso que atraviensan las estrellas para la formación de una nebulosa planetaria.[47]

Las explosiones de las supernovas generan ondas de choque que expulsan material hacia el medio, añadiendo más materia.[48]​ La densidad de esta materia varía, en promedio existen alrededor de 106 partículas por metro cúbico. En las nubes moleculares frías la cantidad sube a alrededor de 108 o 1012 partículas por metro cúbico.[47]

La cantidad de moléculas descubiertas a través de la radioastronomía aumenta cada año. Grandes regiones de materia de alta densidad, llamadas nubes moleculares, permiten que ocurran reacciones químicas, como la formación de especies poliatómicas orgánicas. Gran parte de esta química es impulsada por colisiones. Los rayos cósmicos energéticos penetran en las frías y densas nubes e ionizan el hidrógeno y el helio, creando el catión trihidrógeno. Un átomo de helio ionizado puede dividir el monóxido de carbono para producir carbono ionizado, que provoca reacciones químicas orgánicas.[49]

El medio interestelar local es la región del espacio dentro de 100 pc del Sol. Esta región forma una cavidad en el brazo de Orión de la galaxia de la Vía Láctea, se conoce como burbuja local, caracterizada por la falta de nubes densas y frías. Contiene alrededor de 104 -105 estrellas y el gas interestelar local contrarresta las astrosferas que las rodean. La burbuja local contiene docenas de nubes interestelares cálidas con temperaturas de 7,000 K y un radio de 0.5 a 5 pc.[50]​ Cuando las estrellas se mueven a velocidades lo bastante altas, sus astrosferas pueden generar arcos de choque, desviando el viento solar. Por varias décadas se pensó que el Sol tenía un arco de choque, pero en 2012 el satélite Interstellar Boundary Explorer demostró que no existe.[51]

Espacio intergaláctico

 
La Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea.

El espacio intergaláctico es el espacio físico entre las galaxias. Los estudios sobre la distribución a gran escala de las galaxias indican que el Universo tiene una estructura parecida a una esponja, con agrupaciones de cúmulos y galaxias que se extienden a lo largo de los filamentos que ocupan casi una décima parte del espacio total.

El resto se compone de grandes vacíos entre las galaxias. El vacío abarca una distancia de (10–40) h-1 Mpc (megapársec), donde h es la constante de Hubble en unidades de 100 km s-1 Mpc-1.[52]​ El filamento galáctico se compone de estructuras largas y delgadas de galaxias densas, a esa estructura se le llama medio intergaláctico.[53]​ Es 5 a 200 veces más densa que la densidad media del Universo.[54]​ Su compuesto principal es hidrógeno ionizado, un plasma con igual número de electrones y protones. Los gases en el medio se calientan a temperaturas de entre 105 y 107 K. Simulaciones por computadora y varias observaciones han indicado que la mitad de la materia atómica del universo se presenta en un estado caliente y enrarecido.[55]

Exploración espacial y aplicaciones

En la historia de la humanidad, la observación del espacio fue hecha por muchos siglos a simple vista, más adelante con telescopios y antes de la llegada de los cohetes, los humanos llegaron a relativa gran altura con globos tripulados. En el año 1935 el globo Explorer II, de Estados Unidos, alcanzó una altitud de 22 km.[56]​ En 1942 el cohete alemán A-4 alcanzó los 80 km de altitud y en 1957 el cohete ruso R-7 llegó a una altitud de entre 215 y 939 km.[57]​ El primer vuelo espacial tripulado fue hecho en el año 1961, con el cosmonauta Yuri Gagarin a bordo del Vostok 1, mientras que los primeros humanos en dejar la órbita terrestre fueron Frank Borman, Jim Lovell y William Anders en 1968, a bordo del Apolo 8.[58]

La primera nave espacial en sobrevolar la Luna fue la nave soviética Mechta, lo hizo en el año 1959.[59]​ En 1961 la sonda planetaria Venera 1 reveló la presencia del viento solar y sobrevoló al planeta Venus. El primer vuelo sobre el planeta Marte fue hecho por la sonda Mariner 4 en 1964, desde entonces se comenzó a explorar cada uno de los planetas del sistema solar con naves no tripuladas.[60]​ En agosto de 2012 la sonda espacial Voyager 1 se convirtió en la primera en abandonar el sistema solar y adentrarse al espacio interestelar.[61]

Estatus legal

 
Un misil lanzado para destruir satélites.

El tratado del espacio exterior cubre el uso legal del espacio por los estados, e incluye en su definición la Luna y otros cuerpos celestes. El tratado establece que el espacio exterior es gratuito para que todas las naciones lo exploren y no está sujeto a reclamos de soberanía nacional. Prohíbe el despliegue de armas nucleares. El tratado fue aprobado por la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1963 y firmado en 1967 por la Unión Soviética, Estados Unidos y el Reino Unido. A partir de 2017, 105 países han ratificado o se han adherido al tratado.[62]

Desde 1958, el espacio ha sido objeto de múltiples resoluciones de las Naciones Unidas. Estas resoluciones abogan por la cooperación internacional en los usos pacíficos del espacio exterior y la prevención de uso militar.[63]​ Sin embargo, no está prohibido el despliegue de armas convencionales en el espacio, como armas contra satélites que han sido probadas con éxito por los Estados Unidos, Rusia y China.[64]

Variación de presión

Trasladarse desde el nivel del mar hasta el espacio exterior produce una diferencia de presión de unos 103 410 Pa (15 psi ), equivalente a salir a la superficie desde una profundidad bajo el agua de unos 10 metros.

Hitos en el camino hacia el espacio

  • Nivel del mar: 100 kPa (1 atm; 1 bar; 760 mm Hg) de presión atmosférica.
  • 4,6 km: la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos exige oxígeno suplementario para los pilotos y pasajeros de aviones.
  • 5,0 km: 50 kPa de presión atmosférica.
  • 5,3 km: hay media atmósfera de la Tierra por encima de esta altitud.
  • 8,0 km: zona de la muerte para los escaladores humanos.
  • 8,8 km: cima del Monte Everest, la montaña más alta de la Tierra (26 kPa).
  • 16 km: Cabina presurizada o traje presurizado requeridos.
  • 18 km: Límite entre la troposfera y la estratosfera.
  • 20 km: agua a temperatura ambiente hierve sin un recipiente presurizado. La noción popular de que los fluidos del cuerpo comenzarían a hervir en este punto es falsa porque el cuerpo genera suficiente presión interna para evitarlo.
  • 24 km: los sistemas normales de presurización de los aviones ya no funcionan.
  • 32 km: los turborreactores ya no funcionan.
  • 39,1 km: récord de altitud para vuelo de globo aerostático tripulado (Felix Baumgartner).
  • 45 km: los estatorreactores ya no funcionan.
  • 50 km: límite entre la estratosfera y la mesosfera
  • 80 km: límite entre la mesosfera y la termosfera. Definición estadounidense de vuelo espacial.
  • 100 km: línea Karman, define el límite del espacio exterior según la Federación Aeronáutica Internacional. Superficies aerodinámicas ineficaces debido a la baja densidad atmosférica. La velocidad de ascenso generalmente supera a la velocidad orbital. Turbopausa.
  • 120 km: primera resistencia atmosférica perceptible durante la reentrada desde la órbita.
  • 200 km: órbita más baja posible con estabilidad a corto plazo (estable durante pocos días).
  • 307 km: órbita de la misión STS-1.
  • 350 km: órbita más baja posible con estabilidad a largo plazo (estable durante varios años).
  • 360 km: órbita media de la ISS, aunque varía debido a la resistencia atmosférica y a empujes periódicos.
  • 390 km: órbita de la estación Mir.
  • 440 km: órbita de la estación Skylab.
  • 587 km: órbita de la misión STS-103 y del HST.
  • 690 km: límite entre la termosfera y la exosfera.
  • 780 km: órbita de los satélites Iridium.
  • 20 200 km: órbita de los satélites del sistema GPS.
  • 35 786 km: altura de la órbita geoestacionaria.
  • 326 454 km: la gravedad lunar supera a la de la Tierra en el Apolo 8.
  • 363 104 km: perigeo lunar.

Véase también

Referencias

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Espacio sideral redirige aqui Para la cancion vease Espacio sideral cancion El espacio exterior o espacio vacio tambien simplemente llamado espacio se refiere a las regiones relativamente vacias del universo fuera de las atmosferas de los cuerpos celestes Se usa espacio exterior para distinguirlo del espacio aereo y las zonas terrestres El espacio exterior no esta completamente vacio de materia es decir no es un vacio perfecto sino que contiene una baja densidad de particulas predominantemente gas hidrogeno asi como radiacion electromagnetica Aunque se supone que el espacio exterior ocupa practicamente todo el volumen del universo y durante mucho tiempo se considero practicamente vacio o repleto de una sustancia llamada eter ahora se sabe que contiene la mayor parte de la materia del universo Esta materia esta formada por radiacion electromagnetica particulas cosmicas neutrinos sin masa e incluso formas de materia no bien conocidas como la materia oscura y la energia oscura De hecho en el universo cada uno de estos componentes contribuye al total de la materia segun estimaciones en las siguientes proporciones aproximadas elementos pesados 0 03 materia estelar 0 5 neutrinos 0 3 estrellas 0 5 hidrogeno y helio libres 4 materia oscura aprox 25 y energia oscura aprox 70 total 100 33 por lo que sobra un 0 33 sin estimar La naturaleza fisica de estas ultimas es aun apenas conocida Solo se conocen algunas de sus propiedades por los efectos gravitatorios que imprimen en el periodo de revolucion de las galaxias por un lado y en la expansion acelerada del Universo o inflacion cosmica Capas de la atmosfera no esta a escala Indice 1 Primeras observaciones 2 Formacion y estado 3 Entorno 3 1 Exposicion en humanos 3 2 Limite de la Tierra 3 3 Sistema solar 3 4 Satelites 4 Regiones del espacio 4 1 Geoespacio 4 2 Espacio lunar 4 3 Medio interplanetario 4 4 Medio interestelar 4 5 Espacio intergalactico 5 Exploracion espacial y aplicaciones 5 1 Estatus legal 6 Variacion de presion 7 Hitos en el camino hacia el espacio 8 Vease tambien 9 Referencias 10 Enlaces externosPrimeras observaciones EditarEn la Antigua Grecia el filosofo Aristoteles sugirio la existencia del vacio mas adelante el filosofo Parmenides nego la existencia del vacio dejo claro que era imposible 1 Ya en el siglo XVII el filosofo frances Rene Descartes argumento que el espacio exterior debia estar ocupado completamente de materia En la China del siglo II el astronomo Zhang Heng aseguro que el espacio es infinito y se extiende mas alla del Sol y las estrellas 2 Galileo Galilei sabia que el aire tiene masa por lo tanto esta sujeto a la gravedad En el ano 1640 demostro que una fuerza establecida se resiste a la formacion un espacio vacio para 1643 Torricelli creo un aparato para producir un vacio parcial el descubrimiento dio lugar al primer barometro de mercurio y en la epoca fue una sensacion cientifica entre los europeos El matematico Blaise Pascal estudio el barometro y calculo detalles para conocer la presion del aire 3 Bomba de vacio de Otto von Guericke arriba a la derecha En el ano 1650 el cientifico aleman Otto von Guericke construyo la primera bomba de vacio con el cual concluyo que la atmosfera rodea al planeta Tierra donde la densidad gradualmente baja cuanto mas altitud existe 4 En el siglo XV el teologo aleman Nicolas de Cusa especulo que el universo no tenia centro ni circunferencia 5 estas ideas llevaron al filosofo italiano Giordano Bruno a extender el modelo heliocentrico de Copernico Bruno introdujo el concepto de una sustancia llamada eter que supuestamente ocupa todo el espacio del universo y no se resiste al movimiento de los cuerpos celestes A la misma conclusion llego el ingles William Gilbert que remarco que las estrellas son visibles a causa de la sustancia eter o de una especie de vacio 6 El concepto de que el espacio del universo es ocupado por el eter continuo hasta el siglo XX la sustancia fue vista por mucho como el medio por el cual la luz se transporta en el espacio Tras varias pruebas e investigaciones la teoria de la relatividad especial de Albert Einstein reemplazo las ideas anteriores en la teoria se expone que la velocidad de la luz en el vacio es constante y no cambia segun la ubicacion del observador 7 El astronomo ingles Thomas Digges respaldo la teoria del universo infinito a pesar de que por los anos 1938 no existia una medida definida de su tamano Fue el astronomo aleman Friedrich Bessel quien encontro que la estrella 61 Cygni se encontraba a 10 anos luz de distancia de la Tierra En 1923 Edwin Hubble calculo la distancia de la galaxia Andromeda 8 El cientifico suizo Charles E Guillaume hizo una medicion estimada de la temperatura del universo la situo entre 5 y 6 K Mas adelante se hicieron calculos similares que arrojan 3 18 K y en el ano 1933 el aleman Erich Regener definio una temperatura de 2 8 K basado en la energia de los rayos cosmicos El concepto moderno de espacio exterior se origino en la teoria del Big Bang que propone que el universo fue creado a partir de una forma compacta muy densa la energia inicial ha ido decreciendo con el tiempo y perdiendo densidad 9 Formacion y estado Editar Linea del tiempo de la evolucion del universo De acuerdo con la teoria del Big Bang hace aproximadamente 13 8 billones de anos el universo recien creado era de un estado de extremo calor y densidad en muy poco tiempo se expandio rapidamente Pasados 380 mil anos el universo se volvio lo suficientemente frio para permitir a los protones y electrones combinarse fase conocida como epoca de recombinacion La materia y la energia se separaron permitiendo a los fotones viajar libremente por el universo en expansion La materia que quedo despues de la expansion inicial sufrio un colapso gravitacional para crear estrellas galaxias y objetos astronomicos dejando un vacio conocido como espacio exterior 10 La forma actual del universo se ha determinado a partir de mediciones de la radiacion de fondo de microondas utilizando satelites como la sonda WMAP Estas observaciones indican que la geometria espacial del universo observable es plana lo que significa que los fotones en trayectos paralelos en un punto permanecen paralelos mientras viajan a traves del espacio hasta el limite del universo observable a excepcion de la gravedad local 11 El Universo plano combinado con la densidad de masa medida del Universo y la expansion acelerada del Universo indica que el espacio tiene una energia de vacio distinta de cero que se llama energia oscura 12 Las estimaciones de la densidad de energia promedio del universo actual son de 5 9 protones por metro cubico se incluye la energia oscura la materia oscura y la materia barionica Los atomos representan solo el 4 6 de la densidad total de energia 13 Sin embargo la densidad del universo no es uniforme se pueden encontrar zonas de alta densidad en galaxias planetas y agujeros negros en contraste con una baja densidad en zonas con grandes vacios 14 Entorno Editar El Campo Ultra Profundo del Hubble su luz fue emitida hace 13 000 millones de anos En el espacio exterior las estrellas planetas y otros cuerpos celestes no se someten a ninguna friccion por lo que pueden moverse libremente en sus orbitas Sin embargo el supuesto vacio del espacio no lo es del todo contiene algunos atomos de hidrogeno por metro cubico 15 La baja densidad de materia en el espacio exterior significa que la radiacion electromagnetica puede viajar grandes distancias sin dispersarse la trayectoria libre media de un foton en el espacio es de aproximadamente 10 23 km o 10 billones de anos luz 16 Las estrellas planetas y otros objetos celestes retienen sus atmosferas por atraccion gravitacional Estas no tienen un limite superior definido la densidad del gas atmosferico disminuye de forma gradual con la distancia hasta que se vuelve indistinguible del espacio exterior 17 La presion atmosferica de la Tierra cae a aproximadamente 0 032 Pa a 100 kilometros de altitud 18 La temperatura del espacio exterior se mide en terminos de la actividad cinetica del gas como lo es en la Tierra Sin embargo la radiacion del espacio exterior tiene una temperatura diferente a la temperatura cinetica del gas lo que significa que el gas y la radiacion no estan en equilibrio termodinamico 19 La temperatura del gas en el espacio exterior siempre es al menos la temperatura de la radiacion de fondo de microondas pero pueden ser mucho mas altas Por ejemplo la corona del Sol alcanza temperaturas por encima de entre 1 2 y 2 6 millones de K 20 A pesar del entorno hostil existen varias formas de vida que pueden soportar condiciones espaciales extremas durante largos periodos Las especies de liquenes usadas en la instalacion BIOPAN de la ESA sobrevivieron a la exposicion durante diez dias en el ano 2007 21 Las semillas de Arabidopsis thaliana y Nicotiana tabacum germinaron tras estar expuestas al espacio durante 1 5 anos Una cepa de Bacillus subtilis sobrevivio 559 dias expuesta a una orbita terrestre baja o a un ambiente marciano simulado 22 Exposicion en humanos Editar El traje espacial de los astronautas los protege de la presion y la radiacion El cuerpo humano es vulnerable a condiciones de altitud en la atmosfera terrestre La altitud donde la presion atmosferica conicide con la presion del vapor de agua se llama linea de Armstrong en honor al medico estadounidense Harry G Armstrong Se ubica a una altitud de 19 14 km Por encima de la linea los fluidos en la garganta y pulmones se evaporan la saliva y lagrimas Para proteccion y supervivencia se requiere un traje o capsula presurizada 23 Una vez en el espacio la exposicion repentina sin proteccion a muy baja presion puede causar barotrauma pulmonar una ruptura de los pulmones a causa de la diferencia de presion entre el interior y el exterior del pecho Una descompresion rapida puede romper los timpanos y los senos paranasales los hematomas y la filtracion de sangre pueden ocurrir en los tejidos blandos y el choque puede causar un aumento en el consumo de oxigeno que causaria una hipoxia 24 Como consecuencia de la descompresion rapida el oxigeno disuelto en la sangre desemboca en los pulmones para tratar de igualar la presion parcial Una vez que la sangre desoxigenada llega al cerebro en varios segundos se pierde la conciencia y se muere de hipoxia tras varios minutos 25 La sangre y otros fluidos corporales hierven cuando la presion cae por debajo de 6 3 kPa condicion llamada ebullismo El vapor puede hinchar el cuerpo al doble de su tamano normal sin embargo el ebullismo se ve frenado por la contencion de presion de los vasos sanguineos por lo que la sangre permanece liquida 26 La hinchazon y el ebullismo se pueden reducir usando un traje de presion El traje de proteccion de altura de la tripulacion CAPS en ingles es una prenda elastica disenada en 1960 para los astronautas evita el ebullismo a presiones de 2 kPa 27 Se necesita oxigeno suplementario a 8 km para respirar y evitar la perdida de agua La mayoria de los trajes espaciales usan alrededor de 30 39 kPa de oxigeno puro similar a la cantidad en la superficie de la Tierra Esta presion es suficiente para evitar el ebullismo pero la evaporacion del nitrogeno disuelto en la sangre puede causar la enfermedad de descompresion 28 Los seres humanos estan acostumbrados a la gravedad de la Tierra y la exposicion a la ingravidez tiene efectos nocivos en la salud Mas del 50 de los astronautas experimentan mareo espacial causando nauseas y vomitos vertigo dolores de cabeza letargo y malestar general La duracion de la enfermedad espacial varia tiene una duracion aproximada de uno a tres dias luego de los cuales el cuerpo se ajusta al nuevo entorno La exposicion a la ingravidez a largo plazo produce atrofia muscular y deterioro del esqueleto u osteopenia en el vuelo espacial Estos efectos se pueden minimizar con intensivos ejercicios que son obligatorios en el entrenamiento de los astronautas 29 Para viajes espaciales de larga duracion la radiacion representa un grave peligro para la salud La exposicion a rayos cosmicos ionizantes de alta energia puede provocar fatiga nauseas vomitos danos en el sistema inmune y cambios en el recuento de globulos blancos Durante periodos mas largos existe potencial riesgo de cancer dano ocular del sistema nervioso los pulmones y el tracto gastrointestinal 30 En una mision a Marte de ida y vuelta de tres anos de duracion una gran fraccion de las celulas del cuerpo de un astronauta seria atravesada y danada por la radiacion 31 Afortunadamente la energia de tales particulas disminuye por el blindaje de las paredes de una nave espacial y otras barreras Sin embargo el impacto de los rayos cosmicos sobre el blindaje produce radiacion adicional que puede afectar a la tripulacion 32 Limite de la Tierra Editar No hay un limite claro entre la atmosfera terrestre y el espacio exterior ya que la densidad de la atmosfera decrece gradualmente a medida que la altitud aumenta No obstante la Federacion Aeronautica Internacional ha establecido la linea de Karman a una altitud de 100 kilometros como una definicion de trabajo para el limite entre la atmosfera y el espacio Esto se usa porque como Theodore von Karman calculo por encima de una altitud de unos 100 km un vehiculo tipico tendria que viajar mas rapido que la velocidad orbital para poder obtener suficiente sustentacion aerodinamica para sostenerse el mismo Estados Unidos designa a la gente que viaja por encima de una altitud de 80 km como astronautas Durante la reentrada atmosferica la altitud de 120 km marca el limite donde la resistencia atmosferica se convierte en perceptible Sistema solar Editar El Sol y los planetas del sistema solar El espacio exterior dentro del sistema solar es llamado espacio interplanetario que se convierte en espacio interestelar en la heliopausa El vacio del espacio exterior no es realmente vacio esta poblado en parte con varias docenas de tipos de moleculas organicas descubiertas mediante espectroscopia de microondas Segun la teoria del Big Bang la radiacion de los cuerpos negros de 2 7 K de temperatura quedo del big bang y el origen del universo llena el espacio asi como los rayos cosmicos que incluyen nucleos atomicos ionizados y varias particulas subatomicas 33 La ausencia de aire convierte al espacio en lugares ideales para la astronomia en todas las longitudes de onda del espectro electromagnetico Las imagenes y otros datos de vehiculos espaciales no tripulados han proporcionado informacion sobre los planetas asteroides y cometas en nuestro sistema solar Satelites Editar Hay muchos satelites artificiales orbitando la Tierra incluyendo satelites de comunicaciones geosincronos a 35 786 km sobre el nivel del mar sobre el ecuador Sus orbitas nunca se deterioran porque casi no hay materia alli para ejercer arrastre por friccion Hay tambien una creciente dependencia de satelites que permiten el Sistema de posicionamiento global GPS para usos militares y civiles Una idea equivocada comun es que la gente en orbita esta fuera de la gravedad de la Tierra porque estan flotando pero flotan porque estan en caida libre la fuerza de la gravedad y su velocidad lineal crean una fuerza centripeta interior que no les permite volar fuera hacia el espacio La gravedad de la Tierra alcanza mas alla del cinturon de Van Allen y mantiene la Luna en orbita a una media de 384 403 km La gravedad de todos los cuerpos celestes tiende a cero con la inversa del cuadrado de la distancia Regiones del espacio EditarGeoespacio Editar Una aurora captada por el Transbordador espacial Discovery en 1991 Las diferentes regiones del espacio estan definidas por las diversas atmosferas que dominan dentro de ellos y se extienden sin un limite definido El espacio geoespacial se extiende desde la atmosfera de la Tierra hasta los confines del campo magnetico con lo cual da paso al viento solar del espacio interplanetario El espacio interplanetario se extiende hasta la heliopausa con lo cual el viento solar da paso a los vientos del medio interestelar 34 El espacio interestelar continua hasta los bordes de la galaxia donde se desvanece en el vacio intergalactico 35 El geoespacio esta poblado por particulas con carga electrica y densidades muy bajas cuyos movimientos son controlados por el campo magnetico de la Tierra Las tormentas geomagneticas pueden perturbar a los cinturones de radiacion y la ionosfera Estas tormentas aumentan los flujos de electrones energeticos que pueden danar permanentemente componentes electronicos de satelites interfiriendo con la comunicacion por radio de onda corta y los sistemas GPS 36 Las tormentas magneticas tambien pueden ser un peligro para los astronautas incluso en orbita terrestre baja Tambien crean auroras en latitudes altas 37 Considerados parte espacio exterior los primeros cientos de kilometros por encima de la linea de Karman son suficientes producir un arrastre en los satelites 38 Esta region contiene material residual de lanzamientos tripulados y no tripulados peligrosos para las naves espaciales Algunos de estos escombros vuelven a entrar en la atmosfera de la Tierra de vez en cuando 39 Espacio lunar Editar La gravedad de la Tierra mantiene a la Luna en orbita en promedio a 384 403 km de distancia La region fuera de la atmosfera terrestre extendida mas alla de la orbita de la Luna incluidos los Puntos de Lagrange es llamada espacio cislunar 40 La region donde la gravedad de la Tierra influye actua contra las perturbaciones gravitacionales del Sol se llama Esfera de Hill Se extiende a casi el 1 de la distancia media entre la Tierra y el Sol 41 Medio interplanetario Editar Articulo principal Medio interplanetario El plasma azul y el polvo blanco de la cola del Cometa Hale Bopp es separado por la radiacion solar y el viento solar respectivamente En el espacio interplanetario domina el viento solar una corriente de particulas cargadas que provienen del Sol y crean una atmosfera llamada heliosfera que ocupa billones de kilometros en el espacio La densidad de particulas del viento solar es de 5 10 protones cm3 y se mueve a una velocidad de 350 400 km s 42 El espacio interplanetario se extiende hacia la heliopausa donde los vientos provenientes del espacio interestelar dominan sobre el campo magnetico y el flujo de particulas del Sol La distancia y fuerza de la heliopausa son variables dependen del nivel de actividad del viento solar 43 El volumen del espacio interplanetario es un vacio casi total con una trayectoria libre media de aproximadamente una unidad astronomica en la distancia orbital de la Tierra El espacio interplanetario no esta vacio contiene cantidades medianas de rayos cosmicos que incluyen nucleos atomicos ionizados y particulas subatomicas Existe tambien gas plasma y polvo meteoritos y varios tipos de moleculas organicas descubiertas hasta la fecha por espectroscopia de microondas 44 Una nube de polvo interplanetario es visible en la noche como una banda debil llamada luz zodiacal 45 Ademas del campo magnetico del Sol existe magnetosferas generadas por planetas como Jupiter Saturno Mercurio y la Tierra que tienen sus propios campos magneticos Estan moldeadas por la influencia del viento solar en forma de lagrima con la cola extendida hacia atras del cuerpo celeste Estos campos magneticos atrapan particulas del viento solar creando cinturones de particulas cargadas como el cinturon de radiacion de Van Allen Planetas sin campos magneticos como Marte tienen sus atmosferas erosionadas a causa del viento solar 46 Medio interestelar Editar Articulo principal Medio interestelar Arco de choque formado por la magnetosfera de una joven estrella al colisionar con la Nebulosa de Orion El espacio interestelar es el espacio fisico dentro de una galaxia Aproximadamente el 70 de la masa del medio interestelar consiste en rayos cosmicos campos magneticos y atomos de hidrogeno solitarios la mayor parte del resto consiste en atomos de helio Ademas de lo mencionado anteriormente el medio interestelar contiene trazas de atomos mas pesados formados por la nucleosintesis estelar Los atomos son expulsados por vientos estelares o cuando las estrellas se desprenden de su envoltura proceso que atraviensan las estrellas para la formacion de una nebulosa planetaria 47 Las explosiones de las supernovas generan ondas de choque que expulsan material hacia el medio anadiendo mas materia 48 La densidad de esta materia varia en promedio existen alrededor de 106 particulas por metro cubico En las nubes moleculares frias la cantidad sube a alrededor de 108 o 1012 particulas por metro cubico 47 La cantidad de moleculas descubiertas a traves de la radioastronomia aumenta cada ano Grandes regiones de materia de alta densidad llamadas nubes moleculares permiten que ocurran reacciones quimicas como la formacion de especies poliatomicas organicas Gran parte de esta quimica es impulsada por colisiones Los rayos cosmicos energeticos penetran en las frias y densas nubes e ionizan el hidrogeno y el helio creando el cation trihidrogeno Un atomo de helio ionizado puede dividir el monoxido de carbono para producir carbono ionizado que provoca reacciones quimicas organicas 49 El medio interestelar local es la region del espacio dentro de 100 pc del Sol Esta region forma una cavidad en el brazo de Orion de la galaxia de la Via Lactea se conoce como burbuja local caracterizada por la falta de nubes densas y frias Contiene alrededor de 104 105 estrellas y el gas interestelar local contrarresta las astrosferas que las rodean La burbuja local contiene docenas de nubes interestelares calidas con temperaturas de 7 000 K y un radio de 0 5 a 5 pc 50 Cuando las estrellas se mueven a velocidades lo bastante altas sus astrosferas pueden generar arcos de choque desviando el viento solar Por varias decadas se penso que el Sol tenia un arco de choque pero en 2012 el satelite Interstellar Boundary Explorer demostro que no existe 51 Espacio intergalactico Editar La Gran Nube de Magallanes una galaxia satelite de la Via Lactea El espacio intergalactico es el espacio fisico entre las galaxias Los estudios sobre la distribucion a gran escala de las galaxias indican que el Universo tiene una estructura parecida a una esponja con agrupaciones de cumulos y galaxias que se extienden a lo largo de los filamentos que ocupan casi una decima parte del espacio total El resto se compone de grandes vacios entre las galaxias El vacio abarca una distancia de 10 40 h 1 Mpc megaparsec donde h es la constante de Hubble en unidades de 100 km s 1 Mpc 1 52 El filamento galactico se compone de estructuras largas y delgadas de galaxias densas a esa estructura se le llama medio intergalactico 53 Es 5 a 200 veces mas densa que la densidad media del Universo 54 Su compuesto principal es hidrogeno ionizado un plasma con igual numero de electrones y protones Los gases en el medio se calientan a temperaturas de entre 105 y 107 K Simulaciones por computadora y varias observaciones han indicado que la mitad de la materia atomica del universo se presenta en un estado caliente y enrarecido 55 Exploracion espacial y aplicaciones EditarArticulo principal Exploracion espacial La Estacion espacial rusa Mir en 1998 En la historia de la humanidad la observacion del espacio fue hecha por muchos siglos a simple vista mas adelante con telescopios y antes de la llegada de los cohetes los humanos llegaron a relativa gran altura con globos tripulados En el ano 1935 el globo Explorer II de Estados Unidos alcanzo una altitud de 22 km 56 En 1942 el cohete aleman A 4 alcanzo los 80 km de altitud y en 1957 el cohete ruso R 7 llego a una altitud de entre 215 y 939 km 57 El primer vuelo espacial tripulado fue hecho en el ano 1961 con el cosmonauta Yuri Gagarin a bordo del Vostok 1 mientras que los primeros humanos en dejar la orbita terrestre fueron Frank Borman Jim Lovell y William Anders en 1968 a bordo del Apolo 8 58 La primera nave espacial en sobrevolar la Luna fue la nave sovietica Mechta lo hizo en el ano 1959 59 En 1961 la sonda planetaria Venera 1 revelo la presencia del viento solar y sobrevolo al planeta Venus El primer vuelo sobre el planeta Marte fue hecho por la sonda Mariner 4 en 1964 desde entonces se comenzo a explorar cada uno de los planetas del sistema solar con naves no tripuladas 60 En agosto de 2012 la sonda espacial Voyager 1 se convirtio en la primera en abandonar el sistema solar y adentrarse al espacio interestelar 61 Estatus legal Editar Un misil lanzado para destruir satelites El tratado del espacio exterior cubre el uso legal del espacio por los estados e incluye en su definicion la Luna y otros cuerpos celestes El tratado establece que el espacio exterior es gratuito para que todas las naciones lo exploren y no esta sujeto a reclamos de soberania nacional Prohibe el despliegue de armas nucleares El tratado fue aprobado por la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1963 y firmado en 1967 por la Union Sovietica Estados Unidos y el Reino Unido A partir de 2017 105 paises han ratificado o se han adherido al tratado 62 Desde 1958 el espacio ha sido objeto de multiples resoluciones de las Naciones Unidas Estas resoluciones abogan por la cooperacion internacional en los usos pacificos del espacio exterior y la prevencion de uso militar 63 Sin embargo no esta prohibido el despliegue de armas convencionales en el espacio como armas contra satelites que han sido probadas con exito por los Estados Unidos Rusia y China 64 Variacion de presion EditarTrasladarse desde el nivel del mar hasta el espacio exterior produce una diferencia de presion de unos 103 410 Pa 15 psi equivalente a salir a la superficie desde una profundidad bajo el agua de unos 10 metros Hitos en el camino hacia el espacio EditarNivel del mar 100 kPa 1 atm 1 bar 760 mm Hg de presion atmosferica 4 6 km la Administracion Federal de Aviacion de Estados Unidos exige oxigeno suplementario para los pilotos y pasajeros de aviones 5 0 km 50 kPa de presion atmosferica 5 3 km hay media atmosfera de la Tierra por encima de esta altitud 8 0 km zona de la muerte para los escaladores humanos 8 8 km cima del Monte Everest la montana mas alta de la Tierra 26 kPa 16 km Cabina presurizada o traje presurizado requeridos 18 km Limite entre la troposfera y la estratosfera 20 km agua a temperatura ambiente hierve sin un recipiente presurizado La nocion popular de que los fluidos del cuerpo comenzarian a hervir en este punto es falsa porque el cuerpo genera suficiente presion interna para evitarlo 24 km los sistemas normales de presurizacion de los aviones ya no funcionan 32 km los turborreactores ya no funcionan 39 1 km record de altitud para vuelo de globo aerostatico tripulado Felix Baumgartner 45 km los estatorreactores ya no funcionan 50 km limite entre la estratosfera y la mesosfera 80 km limite entre la mesosfera y la termosfera Definicion estadounidense de vuelo espacial 100 km linea Karman define el limite del espacio exterior segun la Federacion Aeronautica Internacional Superficies aerodinamicas ineficaces debido a la baja densidad atmosferica La velocidad de ascenso generalmente supera a la velocidad orbital Turbopausa 120 km primera resistencia atmosferica perceptible durante la reentrada desde la orbita 200 km orbita mas baja posible con estabilidad a corto plazo estable durante pocos dias 307 km orbita de la mision STS 1 350 km orbita mas baja posible con estabilidad a largo plazo estable durante varios anos 360 km orbita media de la ISS aunque varia debido a la resistencia atmosferica y a empujes periodicos 390 km orbita de la estacion Mir 440 km orbita de la estacion Skylab 587 km orbita de la mision STS 103 y del HST 690 km limite entre la termosfera y la exosfera 780 km orbita de los satelites Iridium 20 200 km orbita de los satelites del sistema GPS 35 786 km altura de la orbita geoestacionaria 326 454 km la gravedad lunar supera a la de la Tierra en el Apolo 8 363 104 km perigeo lunar Vease tambien EditarEspacio intergalactico Espacio interestelarReferencias Editar Grant Edward 1981 Much ado about nothing theories of space and vacuum from the Middle Ages to the scientific revolution Cambridge University Press p 10 ISBN 0 521 22983 9 Joseph Edward 1985 The Shorter Science and Civilisation in China Shorter Science and Civilisation in China en ingles Cambridge University Press pp 82 87 ISBN 0 521 31536 0 Holton Gerald James 2001 Physics the human adventure from Copernicus to Einstein and beyond en ingles Rutgers University Press pp 267 268 ISBN 0 8135 2908 5 Genz Henning 2001 Nothingness the science of empty space en ingles Da Capo Press pp 127 128 ISBN 0 7382 0610 5 requiere registro Tassoul Jean Louis 2004 A concise history of solar and stellar physics en ingles Princeton University Press p 22 ISBN 0 691 11711 X Gatti Hilary 2002 Giordano Bruno and Renaissance science en ingles Cornell University Press pp 99 104 ISBN 0 8014 8785 4 Hariharan P 2003 Optical interferometry en ingles 2 edicion 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