فیزیک فضا (
Spase Physics)
نگاه اجمالی
انسان کنجکاو همواره در جریان پیشرفت علوم مختلف از فضای بالای سر خود غافل نبوده است. و تلاش فوق‌العاده زیادی را جهت گشودن اسرار آن انجام داده‌است. انواع
ماهواره‌های فضایی ،
سفینه‌های فضایی ،
تلسکوپهای گوناگون از جمله ابزار و وسایلی هستند که در این راستا توسط انسان ایجاد شده‌اند.
فیزیک فضا یکی از این شاخه‌های
علم فیزیک است که تا اندازه‌ای پاسخگوی هزاران سوال موجود در ذهن بشر در مورد
فضا می‌باشد. بخشی از فیزیک فضا که در آن
اجرام آسمانی مورد مطالعه قرار می‌گیرد،
مکانیک سماوی است. در این بخش نیروهای موثر بر حرکت اجسامی نظیر
سیارات ، ماهواره‌ها و
پروپهای مصنوعی مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
قوانین کپلر
در سال 1619 ،
کپلر در مورد حرکت سیارات سه قانون اساسی خود را با استفاده از مشاهدات
تیکو براهه بیان کرد.
قوانین کپلر که پایه و اساس
قوانین نیوتن و
مکانیک کلاسیک برای حرکت سیارات است، عبارتند از :
- حرکت سیارات به دور خورشید در یک مدار بیضوی انجام می‌گیرد که خورشید در یکی از کانونهای آن بیضی قرار دارد.
- مدار یک سیاره به دور خورشید ، سطحی را تشکیل می‌دهد که این سطح جاروب شده توسط خط واصل بین سیاره و خورشید با زمان حرکت سیاره نسبت مستقیم دارد.
- نسبت بین مربع دوره تناوب گردش هر سیاره و مکعب نصف محور بزرگ مدار بیضوی ، در مورد هر سیاره منظومه شمسی عدد یکسانی است.
فیزیک اتمسفر
فیزیک فضا یک علم بسیار جدید است. با وجود این یک تکنولوژی مهم سبب حل بسیاری از ناشناخته‌های قبلی بوده است. محیط ، فضایی از اندرکنش‌های زیادی مانند
نیروی گرانشی ،
ماگنتواستاتیک ،
الکترواستاتیک ،
الکترومغناطیس و ... ، نسبت به زمان تغییرات مهمی را نشان می‌دهد که طبیعت ترکیب و
توزیع ماده ، دمای
گاز بین ستاره‌ای را تغییر می‌دهد.
در
فیزیک اتمسفر پارامترهای مهم معین در هر نقطه از اتمسفر مانند
فشار ،
چگالی ،
دما ،
میدان مغناطیسی زمین ،
میدان الکتریکی ،
تابش الکترومغناطیسی موجود در اتمسفر ،
ذرات باردار و
شهاب سنگها مورد مطالعه قرار می‌گیرند.
برهمکنش نور خورشید با اتمسفر
انرژی تابش خورشیدی در مسیر فاصله خورشید تا
زمین در اثر برخورد با گازهای موجود در اتمسفر زمین در فرایندهای مختلفی شرکت می‌کند. در اثر این فرایندها قسمت اعظمی از تابش خورشیدی که برای انسان و موجودات زنده زیان آور است، جذب می‌گردند. تعدادی از این پدیده‌های برهمکنشی عبارتنداز:
تابش فیزیک امواج کوتاه خورشیدی
اکنون تکنولوژی پژوهشهای فضایی توسعه یافته است و اطلاعات غیر مستقیم
تابش خورشیدی که موجب یونش می‌شوند، به حد کافی مورد مطالعه قرار گرفته است. اطلاعات اولیه حاصل از
پرتاب موشکها ،
اشعه ایکس تابشی ناشی از خورشید ، ،
خطوط طیفی لیمن ذره آلفا را نتیجه داده است. با دستگاههای مجهزتر می‌توان طیف فیزیک امواج کوتاه خورشید را عکسبرداری کرد و اثر فوتوالکتریکی را با موشکها مشاهده کرد.
پدیده‌های بارز فیزیک فضا
- فروغ آسمانی: آسمان شب سیاه کاملا تاریک نیست. ستارگان ، سیارات ، نور منطقه البروجی و ماه هر کدام سطح زمین را روشن می‌کنند. در عرضهای بالاتر شعله‌های شفق و سوسوزدن در سراسر آسمان وجود دارد و این پدیده‌ها بر حسب اقتضا در عرضهای متوسط زمین ظاهر می‌شوند. اتمسفر سیاره در پی این اثرات تابش می‌کند، که این تابش را فروغ آسمانی می‌گویند.
- شفق قطبی: در عرضهای بالای زمین ، آسمان شب گاهی به صورت ناگهانی و به شکل متحرک روشن می‌شود که این درخشش‌ها را شفق قطبی می‌گویند. این درخشش‌ها شفاف هستند و می‌توان ستارگان را از داخل آنها مشاهده کرد. اغلب درخشندگی آنها به اندازه‌ای است که با نور آنها می‌توان نوشته‌ای را مطالعه کرد. معمولا در
