Uzay

Dünya yüzeyi ile dış uzay arasındaki arayüz. Kármán çizgisi 100 km (62 mil) yükseklikte gösterilmiştir. Atmosfer katmanları ölçekli olarak çizilmiş, ancak Uluslararası Uzay İstasyonu gibi içlerindeki nesneler ölçekli olarak çizilmemiştir. ⓘ

Genellikle uzay olarak kısaltılan dış uzay, Dünya ve atmosferinin ötesinde ve gök cisimleri arasında var olan genişliktir. Dış uzay tamamen boş değildir; ağırlıklı olarak hidrojen ve helyum plazması olmak üzere düşük yoğunlukta parçacıkların yanı sıra elektromanyetik radyasyon, manyetik alanlar, nötrinolar, toz ve kozmik ışınlar içeren mükemmele yakın bir vakumdur. Büyük Patlama'dan gelen arka plan radyasyonu tarafından belirlenen dış uzayın temel sıcaklığı 2.7255 kelvin (-270.4245 °C; -454.7641 °F) +/-0.002 K'dir. Galaksiler arasındaki plazmanın evrendeki baryonik (sıradan) maddenin yaklaşık yarısını oluşturduğu, metre küp başına bir hidrojen atomundan daha az bir sayı yoğunluğuna ve milyonlarca kelvin sıcaklığa sahip olduğu düşünülmektedir. Yerel madde konsantrasyonları yoğunlaşarak yıldızlara ve galaksilere dönüşmüştür. Araştırmalar, çoğu galaksideki kütlenin %90'ının karanlık madde adı verilen ve diğer maddelerle elektromanyetik kuvvetlerle değil yerçekimsel kuvvetlerle etkileşime giren bilinmeyen bir formda olduğunu göstermektedir. Gözlemler, gözlemlenebilir evrendeki kütle enerjisinin çoğunun, tam olarak anlaşılamayan bir tür vakum enerjisi olan karanlık enerji olduğunu göstermektedir. Galaksiler arası uzay evrenin hacminin çoğunu kaplar, ancak galaksiler ve yıldız sistemleri bile neredeyse tamamen boş uzaydan oluşur. ⓘ

Dış uzay, Dünya yüzeyinden belirli bir yükseklikte başlamaz. Deniz seviyesinden 100 km (62 mil) yükseklikteki Kármán hattı, uzay anlaşmalarında ve havacılık kayıtlarının tutulmasında geleneksel olarak dış uzayın başlangıcı olarak kullanılır. Uluslararası uzay hukukunun çerçevesi, 10 Ekim 1967 tarihinde yürürlüğe giren Dış Uzay Antlaşması ile oluşturulmuştur. Bu antlaşma her türlü ulusal egemenlik iddiasının önüne geçmekte ve tüm devletlerin uzayı özgürce keşfetmesine izin vermektedir. Uzayın barışçıl kullanımına yönelik BM kararlarının hazırlanmasına rağmen, uydu karşıtı silahlar Dünya yörüngesinde test edilmiştir. ⓘ

İnsanlar uzayın fiziksel keşfine 20. yüzyılda yüksek irtifa balon uçuşlarının ortaya çıkmasıyla başlamıştır. Bunu mürettebatlı roket uçuşları ve ardından ilk kez 1961 yılında Sovyetler Birliği'nden Yuri Gagarin tarafından gerçekleştirilen mürettebatlı Dünya yörüngesi takip etmiştir. Uzaya çıkmanın yüksek maliyeti nedeniyle insanlı uzay uçuşları alçak Dünya yörüngesi ve Ay ile sınırlı kalmıştır. Öte yandan, mürettebatsız uzay araçları Güneş Sistemi'ndeki bilinen tüm gezegenlere ulaşmıştır. ⓘ

Dış uzay, vakum ve radyasyon tehlikeleri nedeniyle insan keşfi için zorlu bir ortamı temsil etmektedir. Mikro yerçekiminin de insan fizyolojisi üzerinde hem kas atrofisine hem de kemik kaybına neden olan olumsuz bir etkisi vardır. Bu sağlık ve çevre sorunlarına ek olarak, insanlar da dahil olmak üzere nesneleri uzaya göndermenin ekonomik maliyeti çok yüksektir. ⓘ

Teleskop ile çekilmiş bir uzay fotoğrafı. ⓘ

Samanyolu ⓘ

Uzay veya feza, Dünya'nın ötesinde ve gök cisimleri arasında var olan, sonsuz olduğu düşünülen fakat sonsuz olduğu konusunda kesin yargılara varılamayan genişliktir. ⓘ

Oluşum ve durum

Bu, uzayın metrik genişlemesinin bir sanatçı konseptidir; burada Evren'in bir hacmi her zaman aralığında dairesel kesitlerle temsil edilmektedir. Solda, başlangıç durumundan itibaren hızlı genişleme ve ardından sağda gösterilen günümüze kadar daha istikrarlı genişleme gösterilmektedir. ⓘ

Tüm evrenin büyüklüğü bilinmemektedir ve sonsuz büyüklükte olabilir. Büyük Patlama teorisine göre, Evren'in ilk zamanları yaklaşık 13,8 milyar yıl önce hızla genişleyen aşırı sıcak ve yoğun bir durumdu. Yaklaşık 380.000 yıl sonra Evren, proton ve elektronların birleşerek hidrojeni oluşturmasına izin verecek kadar soğumuştu - buna rekombinasyon dönemi denmektedir. Bu gerçekleştiğinde, madde ve enerji birbirinden ayrılarak fotonların sürekli genişleyen uzayda serbestçe hareket etmesine izin verdi. İlk genişlemenin ardından geriye kalan madde, o zamandan beri yıldızlar, galaksiler ve diğer astronomik nesneleri oluşturmak için yerçekimsel çöküşe uğradı ve geride şu anda dış uzay olarak adlandırılan şeyi oluşturan derin bir boşluk bıraktı. Işık sonlu bir hıza sahip olduğundan, bu teori doğrudan gözlemlenebilir evrenin boyutunu da kısıtlamaktadır. ⓘ

Evrenin günümüzdeki şekli, Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası gibi uydular kullanılarak yapılan kozmik mikrodalga arka plan ölçümleriyle belirlenmiştir. Bu gözlemler, gözlemlenebilir evrenin uzaysal geometrisinin "düz" olduğunu, yani bir noktada paralel yollar üzerinde bulunan fotonların, yerel kütleçekimi hariç, gözlemlenebilir evrenin sınırına kadar uzayda seyahat ederken paralel kaldıklarını göstermektedir. Düz Evren, Evren'in ölçülen kütle yoğunluğu ve Evren'in hızlanan genişlemesiyle birleştiğinde, uzayın karanlık enerji olarak adlandırılan sıfır olmayan bir vakum enerjisine sahip olduğunu gösterir. ⓘ

Tahminler, karanlık enerji, karanlık madde ve baryonik madde (atomlardan oluşan sıradan madde) dahil olmak üzere, günümüz Evreninin ortalama enerji yoğunluğunun metreküp başına 5.9 protona eşdeğer olduğunu ortaya koymaktadır. Atomlar toplam enerji yoğunluğunun yalnızca %4,6'sını ya da dört metreküp başına bir protonluk bir yoğunluğu oluşturmaktadır. Evrenin yoğunluğu açıkça tekdüze değildir; galaksilerdeki nispeten yüksek yoğunluktan - galaksiler içindeki gezegenler, yıldızlar ve kara delikler gibi yapılardaki çok yüksek yoğunluk da dahil olmak üzere - en azından görünür madde açısından çok daha düşük yoğunluğa sahip geniş boşluklardaki koşullara kadar değişir. Madde ve karanlık maddenin aksine, karanlık enerjinin galaksilerde yoğunlaşmadığı görülmektedir: karanlık enerji Evrendeki kütle enerjisinin büyük bir kısmını oluştursa da, karanlık enerjinin etkisi Samanyolu'ndaki madde ve karanlık maddeden kaynaklanan kütle çekiminin etkisinden 5 kat daha küçüktür. ⓘ

Çevre

Hubble Ultra-Derin Alan görüntüsünün bir bölümü, derin boşluğun arasına serpiştirilmiş galaksileri içeren uzayın tipik bir bölümünü gösteriyor. Sonlu ışık hızı göz önüne alındığında, bu görüntü dış uzayın tarihinin son 13 milyar yılını kapsamaktadır. ⓘ

Dış uzay, mükemmel bir vakuma bilinen en yakın yaklaşımdır. Etkili bir sürtünmeye sahip değildir ve yıldızların, gezegenlerin ve uyduların ilk oluşum aşamasını takiben ideal yörüngeleri boyunca serbestçe hareket etmelerine izin verir. Galaksiler arası uzayın derin boşluğu maddeden yoksun değildir, çünkü metreküp başına birkaç hidrojen atomu içerir. Karşılaştırmak gerekirse, insanların soluduğu hava metreküp başına yaklaşık 10²⁵ molekül içerir. Uzaydaki madde yoğunluğunun düşük olması, elektromanyetik radyasyonun dağılmadan büyük mesafeler kat edebileceği anlamına gelir: galaksiler arası uzayda bir fotonun ortalama serbest yolu yaklaşık 10²³ km veya 10 milyar ışık yılıdır. Buna rağmen, fotonların toz ve gaz tarafından emilmesi ve saçılması olan sönme, galaktik ve galaksiler arası astronomide önemli bir faktördür. ⓘ

Yıldızlar, gezegenler ve uydular yerçekimsel çekim sayesinde atmosferlerini korurlar. Atmosferlerin açıkça belirlenmiş bir üst sınırı yoktur: atmosferik gazın yoğunluğu, uzay boşluğundan ayırt edilemez hale gelene kadar nesneden uzaklaştıkça kademeli olarak azalır. Dünya'nın atmosferik basıncı 100 kilometre (62 mil) yükseklikte yaklaşık 0,032 Pa'ya düşer, bu değer Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği'nin (IUPAC) standart basınç tanımı için 100.000 Pa'dır. Bu yüksekliğin üzerinde, izotropik gaz basıncı, Güneş'ten gelen radyasyon basıncı ve güneş rüzgarının dinamik basıncı ile karşılaştırıldığında hızla önemsiz hale gelir. Bu aralıktaki termosfer büyük basınç, sıcaklık ve bileşim gradyanlarına sahiptir ve uzay havası nedeniyle büyük ölçüde değişir. ⓘ

Dış uzayın sıcaklığı, Dünya'da olduğu gibi gazın kinetik aktivitesi açısından ölçülür. Dış uzayın radyasyonu gazın kinetik sıcaklığından farklı bir sıcaklığa sahiptir, yani gaz ve radyasyon termodinamik dengede değildir. Gözlemlenebilir evrenin tamamı, kozmik mikrodalga arka plan radyasyonu (CMB) olarak bilinen Büyük Patlama sırasında yaratılan fotonlarla doludur. (Büyük olasılıkla kozmik nötrino arka planı olarak adlandırılan çok sayıda nötrino vardır). Arka plan radyasyonunun mevcut kara cisim sıcaklığı yaklaşık 3 K'dir (-270 °C; -454 °F). Dış uzaydaki gaz sıcaklıkları büyük ölçüde değişebilir. Örneğin, Bumerang Nebulası'ndaki sıcaklık 1 K iken, güneş koronası 1,2-2,6 milyon K'in üzerinde sıcaklıklara ulaşır. ⓘ

Hemen hemen her sınıf gök cisminin etrafındaki boşlukta manyetik alanlar tespit edilmiştir. Spiral galaksilerdeki yıldız oluşumu, küçük ölçekli dinamolar oluşturarak yaklaşık 5-10 μG'lik türbülanslı manyetik alan güçleri yaratabilir. Davis-Greenstein etkisi, uzun toz tanelerinin kendilerini bir galaksinin manyetik alanıyla hizalamasına neden olarak zayıf optik polarizasyona neden olur. Bu, yakındaki birkaç galakside düzenli manyetik alanların var olduğunu göstermek için kullanılmıştır. Aktif eliptik galaksilerdeki manyeto-hidrodinamik süreçler karakteristik jetleri ve radyo loblarını üretir. Termal olmayan radyo kaynakları, manyetik alanların varlığına işaret eden en uzak, yüksek z kaynakları arasında bile tespit edilmiştir. ⓘ

Koruyucu bir atmosfer ve manyetik alan dışında, kozmik ışınlar olarak bilinen enerjik atom altı parçacıkların uzaydan geçişi önünde çok az engel vardır. Bu parçacıkların enerjileri yaklaşık 10⁶ eV'den 10²⁰ eV'lik ultra yüksek enerjili kozmik ışınlara kadar değişir. Kozmik ışınların en yüksek akısı, yaklaşık %87 proton, %12 helyum çekirdeği ve %1 daha ağır çekirdek olmak üzere yaklaşık 10⁹ eV enerjide gerçekleşir. Yüksek enerji aralığında, elektronların akısı protonlarınkinin sadece yaklaşık %1'i kadardır. Kozmik ışınlar elektronik bileşenlere zarar verebilir ve uzay yolcuları için sağlık tehdidi oluşturabilir. Don Pettit gibi astronotlara göre, uzayda elbiselerine ve ekipmanlarına yapışan, ark kaynağı meşalesinin kokusuna benzer yanık/metalik bir koku vardır. ⓘ

Biyoloji ve insan vücudu üzerindeki etkisi

Vakumun tehlikeleri nedeniyle, astronotlar Dünya dışındayken ve uzay araçlarının dışındayken basınçlı bir uzay giysisi giymek zorundadır. ⓘ

Zorlu ortama rağmen, aşırı uzay koşullarına uzun süre dayanabilen çeşitli yaşam formları bulunmuştur. ESA BIOPAN tesisinde taşınan liken türleri 2007 yılında on gün boyunca maruz kaldıkları uzay koşullarından sağ çıkabilmişlerdir. Arabidopsis thaliana ve Nicotiana tabacum tohumları 1,5 yıl boyunca uzaya maruz bırakıldıktan sonra çimlenmiştir. Bir Bacillus subtilis türü, alçak Dünya yörüngesine veya simüle edilmiş bir Mars ortamına maruz bırakıldığında 559 gün hayatta kalmıştır. Litopanspermi hipotezi, yaşam barındıran gezegenlerden uzaya fırlatılan kayaların yaşam formlarını yaşanabilir başka bir dünyaya başarıyla taşıyabileceğini öne sürmektedir. Güneş Sistemi tarihinin erken dönemlerinde böyle bir senaryonun gerçekleştiği ve potansiyel olarak mikroorganizma taşıyan kayaların Venüs, Dünya ve Mars arasında değiş tokuş edildiği varsayılmaktadır. ⓘ

Dünya atmosferinde nispeten düşük irtifalarda bile koşullar insan vücuduna zararlıdır. Atmosfer basıncının insan vücudunun sıcaklığındaki suyun buhar basıncıyla eşleştiği irtifaya, adını Amerikalı doktor Harry G. Armstrong'dan alan Armstrong hattı denir. Yaklaşık 19,14 km (11,89 mil) yükseklikte yer alır. Armstrong çizgisinde veya üzerinde, boğazdaki ve akciğerlerdeki sıvılar kaynar. Daha spesifik olarak, tükürük, gözyaşı ve akciğerlerdeki sıvılar gibi açıkta kalan vücut sıvıları kaynar. Dolayısıyla, bu irtifada insanın hayatta kalabilmesi için basınçlı bir giysi ya da basınçlı bir kapsül gerekir. ⓘ

Uzayda, hızlı bir dekompresyon sırasında olduğu gibi, korumasız bir insanın aniden çok düşük basınca maruz kalması, göğsün içi ve dışı arasındaki büyük basınç farkı nedeniyle akciğerlerin yırtılması anlamına gelen pulmoner barotravmaya neden olabilir. Kişinin hava yolu tamamen açık olsa bile, nefes borusundan geçen hava akışı yırtılmayı önleyemeyecek kadar yavaş olabilir. Hızlı dekompresyon kulak zarlarını ve sinüsleri yırtabilir, yumuşak dokularda morarma ve kan sızıntısı meydana gelebilir ve şok, hipoksiye yol açan oksijen tüketiminde artışa neden olabilir. ⓘ

Hızlı dekompresyonun bir sonucu olarak, kanda çözünmüş oksijen, kısmi basınç gradyanını eşitlemeye çalışmak için akciğerlere boşalır. Oksijensiz kalan kan beyne ulaştığında, insanlar birkaç saniye sonra bilinçlerini kaybeder ve dakikalar içinde hipoksiden ölürler. Basınç 6,3 kPa'nın altına düştüğünde kan ve diğer vücut sıvıları kaynar ve bu duruma ebullizm denir. Buhar vücudu normal boyutunun iki katına kadar şişirebilir ve dolaşımı yavaşlatabilir, ancak dokular yırtılmayı önleyecek kadar elastik ve gözeneklidir. Ebüllizm, kan damarlarının basınç altında tutulmasıyla yavaşlatılır, böylece bir miktar kan sıvı halde kalır. Şişme ve ebüllizm, basınçlı bir giysi içinde muhafaza edilerek azaltılabilir. Astronotlar için 1960'larda tasarlanan elastik bir giysi olan Mürettebat Yükseklik Koruma Giysisi (CAPS), 2 kPa kadar düşük basınçlarda ebülsiyonu önler. Solunum için yeterli oksijeni sağlamak ve su kaybını önlemek için 8 km'de (5 mil) ek oksijen gerekirken, 20 km'nin (12 mil) üzerinde basınçlı giysiler ebülsiyonu önlemek için gereklidir. Çoğu uzay giysisi yaklaşık 30-39 kPa saf oksijen kullanır, bu da yaklaşık olarak Dünya yüzeyindekiyle aynıdır. Bu basınç ebülsiyonu önlemek için yeterince yüksektir, ancak kanda çözünmüş nitrojenin buharlaşması, kontrol altına alınmazsa dekompresyon hastalığına ve gaz embolilerine neden olabilir. ⓘ

İnsanlar Dünya yerçekiminde yaşamak için evrimleşmiştir ve ağırlıksız ortama maruz kalmanın insan sağlığı üzerinde zararlı etkileri olduğu gösterilmiştir. Başlangıçta, astronotların %50'sinden fazlası uzayda hareket hastalığı yaşamaktadır. Bu durum bulantı ve kusma, baş dönmesi, baş ağrısı, uyuşukluk ve genel halsizliğe neden olabilir. Uzay tutmasının süresi değişkendir, ancak tipik olarak 1-3 gün sürer ve sonrasında vücut yeni ortama uyum sağlar. Ağırlıksız ortama daha uzun süre maruz kalmak kas atrofisine ve iskeletin bozulmasına ya da uzay uçuşu osteopenisine neden olur. Bu etkiler bir egzersiz rejimi ile en aza indirilebilir. Diğer etkiler arasında sıvının yeniden dağılımı, kardiyovasküler sistemin yavaşlaması, kırmızı kan hücrelerinin üretiminin azalması, denge bozuklukları ve bağışıklık sisteminin zayıflaması yer alır. Daha hafif semptomlar arasında vücut kütlesi kaybı, burun tıkanıklığı, uyku bozukluğu ve yüzde şişkinlik sayılabilir. ⓘ

Uzun süreli uzay yolculuğu sırasında radyasyon akut bir sağlık tehlikesi oluşturabilir. Yüksek enerjili, iyonlaştırıcı kozmik ışınlara maruz kalmak yorgunluk, bulantı, kusmanın yanı sıra bağışıklık sisteminde hasara ve beyaz kan hücresi sayısında değişikliklere neden olabilir. Daha uzun sürelerde, semptomlar arasında kanser riskinin artması, ayrıca gözlerde, sinir sisteminde, akciğerlerde ve gastrointestinal sistemde hasar yer alır. Üç yıl sürecek bir gidiş-dönüş Mars görevinde, bir astronotun vücudundaki hücrelerin büyük bir kısmı yüksek enerjili çekirdekler tarafından geçilecek ve potansiyel olarak zarar görecektir. Bu tür parçacıkların enerjisi, bir uzay aracının duvarları tarafından sağlanan kalkanla önemli ölçüde azaltılır ve su kapları ve diğer bariyerlerle daha da azaltılabilir. Kozmik ışınların kalkan üzerindeki etkisi mürettebatı etkileyebilecek ek radyasyon üretir. Radyasyon tehlikelerini değerlendirmek ve uygun karşı önlemleri belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. ⓘ

Bölgeler

Uzay kısmi bir boşluktur: farklı bölgeleri, içlerinde hakim olan çeşitli atmosferler ve "rüzgarlar" tarafından tanımlanır ve bu rüzgarların ötesindekilere yol verdiği noktaya kadar uzanır. Jeo-uzay, Dünya'nın atmosferinden Dünya'nın manyetik alanının dış sınırlarına kadar uzanır ve burada yerini gezegenler arası uzayın güneş rüzgarına bırakır. Gezegenler arası uzay heliopause'a kadar uzanır ve burada güneş rüzgarı yerini yıldızlararası ortamın rüzgarlarına bırakır. Yıldızlararası uzay daha sonra galaksinin kenarlarına kadar devam eder ve burada galaksiler arası boşlukta kaybolur. ⓘ

Jeo-uzay

Aurora australis, Mayıs 1991'de STS-39'da Uzay Mekiği Discovery'den gözlemlendi (yörünge irtifası: 260 km) ⓘ

Jeo-uzay, üst atmosfer ve manyetosfer de dahil olmak üzere Dünya'ya yakın dış uzay bölgesidir. Van Allen radyasyon kuşakları jeo-uzay içinde yer alır. Jeo-uzayın dış sınırı, Dünya'nın manyetosferi ile güneş rüzgârı arasında bir arayüz oluşturan manyetopozdur. İç sınırı ise iyonosferdir. Jeo uzayın değişken uzay-hava koşulları Güneş'in ve güneş rüzgarının davranışından etkilenir; jeo uzay konusu heliofizik ile bağlantılıdır - Güneş'in incelenmesi ve Güneş Sistemi'nin gezegenleri üzerindeki etkisi. ⓘ

Gündüz tarafındaki manyetopoz, güneş rüzgârı basıncı tarafından sıkıştırılır - Dünya'nın merkezinden güneş-altı mesafe tipik olarak 10 Dünya yarıçapıdır. Gece tarafında ise güneş rüzgârı manyetosferi gererek bazen 100-200 Dünya yarıçapından daha fazla uzanan bir manyetotail oluşturur. Her ayın yaklaşık dört günü boyunca, Ay magnetotailden geçerken Ay yüzeyi güneş rüzgarından korunur. ⓘ

Jeosfer, hareketleri Dünya'nın manyetik alanı tarafından kontrol edilen çok düşük yoğunluklarda elektrik yüklü parçacıklarla doludur. Bu plazmalar, güneş rüzgârından güç alan fırtına benzeri bozulmaların elektrik akımlarını Dünya'nın üst atmosferine yönlendirebileceği bir ortam oluşturur. Jeomanyetik fırtınalar yerkürenin iki bölgesini, radyasyon kuşaklarını ve iyonosferi rahatsız edebilir. Bu fırtınalar, uydu elektroniklerine kalıcı olarak zarar verebilecek, kısa dalga radyo iletişimine ve GPS konum ve zamanlamasına müdahale edebilecek enerjik elektronların akışını artırır. Manyetik fırtınalar alçak Dünya yörüngesinde bile astronotlar için tehlike oluşturabilir. Ayrıca jeomanyetik kutupları çevreleyen bir oval içinde yüksek enlemlerde görülen auroralar yaratırlar. ⓘ

Dış uzay tanımına uymasına rağmen, Kármán çizgisinin ilk birkaç yüz kilometre üzerindeki atmosferik yoğunluk, uydular üzerinde önemli bir sürüklenme oluşturmak için hala yeterlidir. Bu bölge daha önceki mürettebatlı ve mürettebatsız fırlatmalardan arta kalan ve uzay araçları için potansiyel tehlike oluşturan malzemeler içerir. Bu enkazın bir kısmı periyodik olarak Dünya atmosferine yeniden girer. ⓘ

Cislunar uzay

Mars'tan görülen Cislunar uzayı ⓘ

Dünya'nın yerçekimi Ay'ı ortalama 384,403 km (238,857 mil) mesafede yörüngede tutar. Dünya atmosferinin dışında kalan ve Lagrange noktaları da dahil olmak üzere Ay'ın yörüngesinin hemen ötesine kadar uzanan bölge bazen cislunar uzay olarak adlandırılır. ⓘ

Derin uzay, Amerika Birleşik Devletleri hükümeti ve diğerleri tarafından cislunar uzayın ötesindeki herhangi bir bölge olarak tanımlanmaktadır. Radyo iletişiminden sorumlu Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (uydular dahil) derin uzayın başlangıcını bu mesafenin yaklaşık 5 katı (2×10⁶ km) olarak tanımlamaktadır. ⓘ

Güneş'ten gelen yerçekimsel pertürbasyonlara karşı Dünya'nın yerçekiminin baskın kaldığı bölgeye Tepe küre denir. Bu, Dünya'dan Güneş'e olan ortalama mesafenin kabaca %1'i veya 1,5 milyon km (0,93 milyon mil) mesafeye kadar translunar uzaya uzanır. ⓘ

Gezegenler arası uzay

Hale-Bopp kuyruklu yıldızının kuyruğundaki seyrek plazma (mavi) ve toz (beyaz) sırasıyla güneş radyasyonu ve güneş rüzgârından kaynaklanan basınçla şekilleniyor ⓘ

Gezegenler arası uzay, Güneş'ten yayılan ve uzayın milyarlarca kilometre ötesinde çok ince bir atmosfer (heliosfer) oluşturan sürekli bir yüklü parçacık akımı olan güneş rüzgarı tarafından tanımlanır. Bu rüzgar 5-10 proton/cm³ parçacık yoğunluğuna sahiptir ve 350-400 km/s (780,000-890,000 mph) hızla hareket eder. Gezegenler arası uzay, galaktik ortamın etkisinin manyetik alan ve Güneş'ten gelen parçacık akısı üzerinde baskın olmaya başladığı heliopoza kadar uzanır. Heliopozun uzaklığı ve gücü güneş rüzgarının aktivite seviyesine bağlı olarak değişir. Heliopause da düşük enerjili galaktik kozmik ışınları saptırır ve bu modülasyon etkisi solar maksimum sırasında zirve yapar. ⓘ

Gezegenler arası uzayın hacmi, Dünya'nın yörünge uzaklığında yaklaşık bir astronomik birimlik ortalama serbest yol ile neredeyse tam bir vakumdur. Bu boşluk tamamen boş değildir ve seyrek olarak iyonize atom çekirdekleri ve çeşitli atom altı parçacıkları içeren kozmik ışınlarla doludur. Ayrıca gaz, plazma ve toz, küçük meteorlar ve mikrodalga spektroskopisi ile bugüne kadar keşfedilen birkaç düzine organik molekül türü de vardır. Gezegenler arası toz bulutu geceleri zodyak ışığı adı verilen soluk bir bant olarak görülebilir. ⓘ

Gezegenler arası uzay Güneş tarafından üretilen manyetik alanı içerir. Ayrıca Jüpiter, Satürn, Merkür ve Dünya gibi kendi manyetik alanları olan gezegenler tarafından oluşturulan manyetosferler de vardır. Bunlar güneş rüzgarının etkisiyle, uzun kuyruğu gezegenin arkasından dışarıya doğru uzanan bir gözyaşı damlası şekline yaklaşacak şekilde şekillenir. Bu manyetik alanlar güneş rüzgârından ve diğer kaynaklardan gelen parçacıkları hapsederek Van Allen radyasyon kuşakları gibi yüklü parçacık kuşakları oluşturabilir. Mars gibi manyetik alanları olmayan gezegenlerin atmosferleri güneş rüzgârı tarafından yavaş yavaş aşındırılır. ⓘ

Yıldızlararası uzay

Genç yıldız LL Orionis'in (ortada) manyetosferinin Orion Nebulası akışıyla çarpışması sonucu oluşan yay şoku ⓘ

Yıldızlararası uzay, bir galaksi içinde her bir yıldızın kuşatılmış plazma üzerindeki etkisinin ötesindeki fiziksel alandır. Yıldızlararası uzayın içeriği yıldızlararası ortam olarak adlandırılır. Yıldızlararası ortamın kütlesinin yaklaşık %70'i yalnız hidrojen atomlarından oluşur; geri kalanının çoğu helyum atomlarından oluşur. Bu, yıldız nükleosentezi yoluyla oluşan eser miktarda daha ağır atomlarla zenginleştirilmiştir. Bu atomlar yıldız rüzgarları tarafından ya da evrimleşmiş yıldızlar gezegenimsi bulutsu oluşumu sırasında olduğu gibi dış zarflarını dökmeye başladıklarında yıldızlararası ortama fırlatılır. Bir süpernovanın kataklizmik patlaması, ortamı daha da zenginleştiren fırlatılmış malzemelerden oluşan genişleyen bir şok dalgası üretir. Yıldızlararası ortamdaki madde yoğunluğu önemli ölçüde değişebilir: ortalama m³ başına 10⁶ parçacık civarındadır, ancak soğuk moleküler bulutlar m³ başına 10⁸-10¹² parçacık barındırabilir. ⓘ

Yıldızlararası boşlukta 0,1 μm'lik küçük toz parçacıkları gibi çok sayıda molekül bulunabilir. Radyo astronomi yoluyla keşfedilen moleküllerin sayısı, yılda yaklaşık dört yeni tür oranında istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Moleküler bulutlar olarak bilinen yüksek yoğunluklu maddenin geniş bölgeleri, organik çok atomlu türlerin oluşumu da dahil olmak üzere kimyasal reaksiyonların meydana gelmesine izin verir. Bu kimyanın çoğu çarpışmalar tarafından yönlendirilir. Enerjik kozmik ışınlar soğuk, yoğun bulutlara nüfuz eder ve hidrojen ve helyumu iyonize ederek, örneğin trihidrojen katyonu ile sonuçlanır. İyonize bir helyum atomu daha sonra nispeten bol miktarda bulunan karbon monoksiti bölerek iyonize karbon üretebilir ve bu da organik kimyasal reaksiyonlara yol açabilir. ⓘ

Yerel yıldızlararası ortam, hem yakınlığı hem de Güneş Sistemi ile etkileşimi nedeniyle ilgi çeken, Güneş'in 100 parsek (pc) içindeki bir uzay bölgesidir. Bu hacim, yoğun, soğuk bulutların eksikliği ile karakterize edilen Yerel Kabarcık olarak bilinen bir uzay bölgesi ile neredeyse çakışmaktadır. Samanyolu galaksisinin Orion Kolu'nda, Ophiuchus ve Taurus takımyıldızlarında olduğu gibi sınırları boyunca uzanan yoğun moleküler bulutlarla bir boşluk oluşturur. (Bu boşluğun sınırına olan gerçek uzaklık 60 ila 250 pc veya daha fazla arasında değişir). Bu hacim yaklaşık 10⁴-10⁵ yıldız içerir ve yerel yıldızlararası gaz bu yıldızları çevreleyen astrosferleri dengeler, her kürenin hacmi yıldızlararası ortamın yerel yoğunluğuna bağlı olarak değişir. Yerel Kabarcık, 7.000 K'ye kadar sıcaklıklara ve 0,5-5 pc yarıçaplara sahip düzinelerce sıcak yıldızlararası bulut içerir. ⓘ

Yıldızlar yeterince yüksek tuhaf hızlarda hareket ettiklerinde, astrosferleri yıldızlararası ortamla çarpışırken yay şokları oluşturabilir. On yıllar boyunca Güneş'in bir yay şokuna sahip olduğu varsayılmıştır. 2012 yılında, Yıldızlararası Sınır Kaşifi (IBEX) ve NASA'nın Voyager sondalarından elde edilen veriler, Güneş'in yay şokunun var olmadığını gösterdi. Bunun yerine, bu yazarlar ses altı bir yay dalgasının güneş rüzgarı akışından yıldızlararası ortama geçişi tanımladığını savunmaktadır. Yay şoku, sonlandırma şoku ve astropozdan (Güneş Sistemi'nde heliopoz olarak adlandırılır) sonra bir astrosferin üçüncü sınırıdır. ⓘ

Galaksiler arası uzay

Evrenin kübik bir kesitinde büyük ölçekli madde dağılımı. Mavi fiber yapılar maddeyi, aradaki boş bölgeler ise galaksiler arası ortamın kozmik boşluklarını temsil etmektedir. ⓘ

Galaksiler arası uzay, galaksiler arasındaki fiziksel boşluktur. Galaksilerin büyük ölçekli dağılımı üzerine yapılan çalışmalar, Evren'in köpük benzeri bir yapıya sahip olduğunu, galaksi gruplarının ve kümelerinin toplam alanın yaklaşık onda birini kaplayan filamentler boyunca uzandığını göstermektedir. Geri kalan kısım ise çoğunlukla galaksilerden boş olan devasa boşluklar oluşturmaktadır. Tipik olarak, bir boşluk (10-40) h-1 Mpc'lik bir mesafeyi kapsar; burada h, 100 km s-1 Mpc-1 birimindeki Hubble sabiti veya boyutsuz Hubble sabitidir. ⓘ

Galaksileri çevreleyen ve galaksiler arasında uzanan, galaktik ipliksi bir yapıda organize olmuş seyrek bir plazma vardır. Bu malzemeye galaksiler arası ortam (IGM) denir. IGM'nin yoğunluğu Evren'in ortalama yoğunluğunun 5-200 katıdır. Çoğunlukla iyonize hidrojenden oluşur; yani eşit sayıda elektron ve protondan oluşan bir plazma. Gaz boşluklardan galaksiler arası ortama düşerken, 10⁵ K ila 10⁷ K sıcaklıklara kadar ısınır, bu da atomlar arasındaki çarpışmaların bağlı elektronların hidrojen çekirdeklerinden kaçmasına neden olacak kadar yüksek enerjiye sahip olması için yeterince yüksektir; IGM'nin iyonize olmasının nedeni budur. Bu sıcaklıklarda, sıcak-sıcak galaksiler arası ortam (WHIM) olarak adlandırılır. (Plazma yeryüzü standartlarına göre çok sıcak olmasına rağmen, 10⁵ K astrofizikte genellikle "sıcak" olarak adlandırılır). Bilgisayar simülasyonları ve gözlemler, Evren'deki atomik maddenin yarısına kadarının bu ılık-sıcak, seyrekleştirilmiş durumda var olabileceğini göstermektedir. Gaz, WHIM'in ipliksi yapılarından kozmik ipliklerin kesişim noktalarındaki galaksi kümelerine düştüğünde, daha da ısınarak küme içi ortam (ICM) olarak adlandırılan 10⁸ K ve üzeri sıcaklıklara ulaşabilir. ⓘ

Dünya yörüngesi

Bir uzay aracı, yerçekiminden kaynaklanan merkezcil ivmesi, hızının yatay bileşeninden kaynaklanan merkezkaç ivmesine eşit ya da daha az olduğunda yörüngeye girer. Alçak Dünya yörüngesi için bu hız yaklaşık 7,800 m/s'dir (28,100 km/sa; 17,400 mil/sa); buna karşılık pilotlu uçakların ulaştığı en yüksek hız (yörüngeden çıkan uzay araçlarının ulaştığı hızlar hariç) 1967'de Kuzey Amerika X-15 tarafından 2,200 m/s (7,900 km/sa; 4,900 mil/sa) olarak kaydedilmiştir. ⓘ

Bir yörüngeye ulaşmak için bir uzay aracının yörünge altı uzay uçuşundan daha hızlı hareket etmesi gerekir. Dünya yörünge hızına 600 km (370 mil) yükseklikte ulaşmak için gereken enerji yaklaşık 36 MJ/kg'dır ve bu da sadece ilgili yüksekliğe tırmanmak için gereken enerjinin altı katıdır. Perijisi yaklaşık 2,000 km'nin (1,200 mil) altında olan uzay araçları Dünya atmosferinin sürüklemesine maruz kalır ve bu da yörünge yüksekliğini azaltır. Yörünge düşüşünün hızı uydunun kesit alanı ve kütlesinin yanı sıra üst atmosferdeki hava yoğunluğundaki değişimlere de bağlıdır. Yaklaşık 300 km'nin (190 mil) altında bozulma daha hızlı hale gelir ve yaşam süreleri günlerle ölçülür. Bir uydu 180 km'ye (110 mil) indiğinde, atmosferde buharlaşmadan önce sadece saatleri vardır. Dünya'nın çekim alanından tamamen kurtulmak ve gezegenler arası uzaya çıkmak için gereken kaçış hızı yaklaşık 11.200 m/s'dir (40.300 km/s; 25.100 mph). ⓘ

Sınır

SpaceShipOne, 2004 yılında 100,12 km (62,21 mil) yüksekliğe ulaşarak ilk özel insan uzay uçuşunu tamamlamıştır. ⓘ

Yükseklik arttıkça atmosferin yoğunluğu kademeli olarak azaldığı için Dünya'nın atmosferi ile uzay arasında net bir sınır yoktur. Birkaç standart sınır tanımı vardır, yani:

• Uluslararası Havacılık Federasyonu (Fédération Aéronautique Internationale), havacılık ve uzay bilimleri arasındaki sınır için bir çalışma tanımı olarak 100 km (62 mil) yükseklikte Kármán çizgisini belirlemiştir. Bunun nedeni, Theodore von Kármán'ın hesapladığı gibi, yaklaşık 100 km (62 mil) yükseklikte, bir aracın kendisini desteklemek için atmosferden yeterli aerodinamik kaldırma kuvveti elde etmek üzere yörünge hızından daha hızlı hareket etmesi gerekecek olmasıdır.
• Amerika Birleşik Devletleri 50 mil (80 km) yüksekliğin üzerinde seyahat eden kişileri astronot olarak tanımlamaktadır.
• NASA'nın Uzay Mekiği, yeniden giriş irtifası (Giriş Arayüzü olarak adlandırılır) olarak 400.000 ft veya 75,76 mil (120 km) kullanmıştır; bu irtifa kabaca atmosferik sürüklenmenin fark edilebilir hale geldiği sınırı işaret eder ve böylece iticilerle yönlendirmeden aerodinamik kontrol yüzeyleriyle manevraya geçiş sürecini başlatır. ⓘ

2009 yılında bilim insanları Supra-Thermal Ion Imager (iyonların yönünü ve hızını ölçen bir alet) ile yaptıkları detaylı ölçümler sonucunda Dünya'dan 118 km (73,3 mil) yükseklikte bir sınır belirlediklerini bildirmişlerdir. Bu sınır, Dünya atmosferinin nispeten yumuşak rüzgarlarından uzaydaki yüklü parçacıkların 268 m/s (880 ft/s) üzerinde hızlara ulaşabilen daha şiddetli akışlarına doğru onlarca kilometre boyunca kademeli bir geçişin orta noktasını temsil etmektedir. ⓘ

Yasal statü

2008 yılında Amerikan keşif uydusu USA-193'ü imha etmek için kullanılan SM-3 füzesinin fırlatılması ⓘ

Dış Uzay Antlaşması uluslararası uzay hukukunun temel çerçevesini oluşturmaktadır. Dış uzayın ulus devletler tarafından yasal kullanımını kapsar ve dış uzay tanımına Ay ve diğer gök cisimlerini de dâhil eder. Antlaşma, dış uzayın tüm ulus devletlerin keşfetmesi için serbest olduğunu ve ulusal egemenlik iddialarına tabi olmadığını belirtmekte ve dış uzayı "tüm insanlığın eyaleti" olarak adlandırmaktadır. İnsanlığın ortak mirası olarak bu statü, muhalefetsiz olmasa da, tüm ulusların, özellikle de uzaya çıkmayan ulusların, uzaya erişim ve uzayı ortak kullanım hakkını dayatmak için kullanılmıştır. Ayrıca uzayda nükleer silah geliştirilmesini de yasaklamaktadır. Anlaşma 1963 yılında Birleşmiş Milletler Genel Kurulu tarafından kabul edilmiş ve 1967 yılında SSCB, Amerika Birleşik Devletleri ve Birleşik Krallık tarafından imzalanmıştır. 2017 itibariyle 105 taraf devlet antlaşmayı ya onaylamış ya da antlaşmaya katılmıştır. İlave 25 devlet ise anlaşmayı onaylamadan imzalamıştır. ⓘ

1958'den bu yana, dış uzay çok sayıda Birleşmiş Milletler kararına konu olmuştur. Bunlardan 50'den fazlası uzayın barışçıl kullanımında uluslararası işbirliği ve uzayda bir silahlanma yarışının önlenmesi ile ilgilidir. BM Dış Uzayın Barışçıl Amaçlarla Kullanımı Komitesi tarafından dört ilave uzay hukuku anlaşması müzakere edilmiş ve taslakları hazırlanmıştır. Yine de, uzayda konvansiyonel silahların konuşlandırılmasına karşı yasal bir yasak bulunmamaktadır ve anti-uydu silahları ABD, SSCB, Çin ve 2019'da Hindistan tarafından başarıyla test edilmiştir. 1979 Ay Antlaşması, tüm gök cisimlerinin (bu cisimlerin etrafındaki yörüngeler de dâhil olmak üzere) yargı yetkisini uluslararası topluma devretmiştir. Antlaşma şu anda insanlı uzay uçuşu yapan hiçbir ülke tarafından onaylanmamıştır. ⓘ

1976 yılında sekiz ekvator devleti (Ekvator, Kolombiya, Brezilya, Kongo, Zaire, Uganda, Kenya ve Endonezya) Bogota, Kolombiya'da bir araya geldi. "Ekvator Ülkeleri Birinci Toplantısı Deklarasyonu" ya da "Bogota Deklarasyonu" ile jeosenkron yörünge yolunun her ülkeye karşılık gelen bölümünün kontrolünü talep ettiler. Bu iddialar uluslararası alanda kabul görmemiştir. ⓘ

Keşif, araştırma ve uygulamalar

Keşif

M.Ö. 350 yılında Yunan filozof Aristoteles, doğanın boşluktan nefret ettiğini öne sürmüş ve bu ilke "horror vacui" olarak bilinmiştir. Bu kavram, M.Ö. 5. yüzyılda Yunan filozof Parmenides'in uzayda bir boşluğun olası varlığını reddeden ontolojik argümanı üzerine inşa edilmiştir. Bir boşluğun var olamayacağı fikrine dayanarak, Batı'da yüzyıllar boyunca uzayın boş olamayacağı görüşü yaygın olarak kabul görmüştür. Fransız filozof René Descartes 17. yüzyılın sonlarına doğru uzayın tamamının dolu olması gerektiğini savunmuştur. ⓘ

Antik Çin'de, 2. yüzyıl astronomu Zhang Heng uzayın sonsuz olması gerektiğine, Güneş'i ve yıldızları destekleyen mekanizmanın çok ötesine uzandığına ikna olmuştur. Hsüan Yeh okulunun günümüze ulaşan kitapları göklerin sınırsız, "boş ve maddeden yoksun" olduğunu söylüyordu. Aynı şekilde, "güneş, ay ve yıldızlar topluluğu boşlukta yüzmekte, hareket etmekte ya da hareketsiz durmaktadır". ⓘ

İtalyan bilim adamı Galileo Galilei havanın kütlesi olduğunu ve dolayısıyla yerçekimine tabi olduğunu biliyordu. 1640 yılında, yerleşik bir kuvvetin bir vakum oluşumuna direndiğini gösterdi. Öğrencisi Evangelista Torricelli'ye 1643 yılında kısmi bir vakum oluşturacak bir aparat yaratmak kalmıştı. Bu deney ilk cıvalı barometre ile sonuçlandı ve Avrupa'da bilimsel bir sansasyon yarattı. Fransız matematikçi Blaise Pascal, eğer cıva sütunu hava tarafından destekleniyorsa, hava basıncının daha düşük olduğu yüksek rakımlarda sütunun daha kısa olması gerektiğini düşündü. 1648'de kayınbiraderi Florin Périer, Fransa'nın merkezindeki Puy de Dôme dağında deneyi tekrarladı ve sütunun üç inç daha kısa olduğunu buldu. Basınçtaki bu azalma, yarısı dolu bir balonun dağa taşınması ve yavaş yavaş genişledikten sonra inişte büzülmesinin izlenmesi ile daha da kanıtlanmıştır. ⓘ

Otto von Guericke'nin vakum pompasını göstermek için kullanılan orijinal Magdeburg yarım küreleri (sol altta) (sağda) ⓘ

1650 yılında Alman bilim adamı Otto von Guericke ilk vakum pompasını inşa etti: horror vacui ilkesini daha da çürütecek bir cihaz. Dünya atmosferinin gezegeni bir kabuk gibi çevrelediğini ve yoğunluğun yükseklikle birlikte giderek azaldığını doğru bir şekilde not etti. Dünya ile Ay arasında bir vakum olması gerektiği sonucuna vardı. ⓘ

15. yüzyılda Alman ilahiyatçı Nicolaus Cusanus, Evren'in bir merkezi ve çevresi olmadığını öne sürdü. Evrenin sonsuz olmamakla birlikte, içine alınabileceği herhangi bir sınırdan yoksun olduğu için sonlu olarak kabul edilemeyeceğine inanıyordu. Bu fikirler, 16. yüzyılda İtalyan filozof Giordano Bruno tarafından uzayın sonsuz boyutuna ilişkin spekülasyonlara yol açtı. Kopernikçi güneş merkezli kozmolojiyi, aether adını verdiği ve gök cisimlerinin hareketine direnç göstermeyen bir maddeyle dolu sonsuz bir Evren kavramına kadar genişletti. İngiliz filozof William Gilbert de benzer bir sonuca vararak, yıldızların sadece ince bir eter ya da boşluk tarafından çevrelendikleri için bize görünür olduklarını savunmuştur. Bu eter kavramı, onu gök cisimlerinin hareket ettiği bir ortam olarak düşünen Aristoteles de dahil olmak üzere eski Yunan filozoflarından kaynaklanmıştır. ⓘ

Işık saçan bir eter ile dolu bir Evren kavramı 20. yüzyılın başlarına kadar bazı bilim insanları arasında destek görmüştür. Bu eter formu, ışığın yayılabileceği bir ortam olarak görülüyordu. 1887'de Michelson-Morley deneyi, gezegenin hareket yönüne bağlı olarak ışık hızındaki değişiklikleri arayarak Dünya'nın bu ortamdaki hareketini tespit etmeye çalıştı. Deneyin sonuçsuz kalması konseptte bir sorun olduğunu gösteriyordu. Bunun üzerine ışıklı eter fikri terk edildi. Yerini Albert Einstein'ın boşluktaki ışık hızının gözlemcinin hareketinden veya referans çerçevesinden bağımsız olarak sabit bir sabit olduğunu savunan özel görelilik teorisi aldı. ⓘ

Sonsuz bir Evren kavramını destekleyen ilk profesyonel astronom 1576 yılında İngiliz Thomas Digges olmuştur. Ancak Evrenin ölçeği, 1838 yılında Alman astronom Friedrich Bessel tarafından yakındaki bir yıldıza olan mesafenin ilk başarılı ölçümüne kadar bilinmiyordu. Bessel, 61 Cygni yıldız sisteminin sadece 0,31 arksaniyelik bir paralaksı olduğunu gösterdi (modern değer olan 0,287″ ile karşılaştırıldığında). Bu da 10 ışık yılının üzerinde bir uzaklığa karşılık gelmektedir. 1917'de Heber Curtis spiral bulutsulardaki novaların galaktik novalardan ortalama 10 kadir daha sönük olduğunu kaydetmiştir, bu da ilkinin 100 kat daha uzakta olduğunu düşündürmektedir. Andromeda Galaksisi'nin uzaklığı 1923 yılında Amerikalı astronom Edwin Hubble tarafından, Henrietta Leavitt tarafından keşfedilen yeni bir teknikle, bu galaksideki cepheid değişkenlerinin parlaklığı ölçülerek belirlendi. Bu, Andromeda galaksisinin ve buna bağlı olarak tüm galaksilerin Samanyolu'nun oldukça dışında yer aldığını ortaya koymuştur. ⓘ

Modern uzay kavramı, ilk kez 1931 yılında Belçikalı fizikçi Georges Lemaître tarafından önerilen "Büyük Patlama" kozmolojisine dayanmaktadır. Bu teori, evrenin çok yoğun bir formdan ortaya çıktığını ve o zamandan beri sürekli genişleme geçirdiğini savunur. ⓘ

Dış uzayın sıcaklığına ilişkin bilinen en eski tahmin İsviçreli fizikçi Charles É. Guillaume tarafından 1896 yılında yapılmıştır. Arka plan yıldızlarının tahmini radyasyonunu kullanarak, uzayın 5-6 K sıcaklığa kadar ısıtılması gerektiği sonucuna varmıştır. İngiliz fizikçi Arthur Eddington 1926'da 3.18 K sıcaklık elde etmek için benzer bir hesaplama yapmıştır. Alman fizikçi Erich Regener, 1933 yılında galaksiler arası sıcaklığı 2,8 K olarak tahmin etmek için kozmik ışınların ölçülen toplam enerjisini kullanmıştır. Amerikalı fizikçiler Ralph Alpher ve Robert Herman 1948'de, o zamanlar yeni olan Büyük Patlama teorisini takiben arka plan enerjisindeki kademeli düşüşe dayanarak uzayın sıcaklığı için 5 K tahmininde bulundu. Kozmik mikrodalga arka planının modern ölçümü yaklaşık 2.7K'dir. ⓘ

Dış uzay terimi 1842 yılında İngiliz şair Lady Emmeline Stuart-Wortley tarafından "The Maiden of Moscow" adlı şiirinde kullanılmıştır. Dış uzay ifadesi 1845 yılında Alexander von Humboldt tarafından astronomik bir terim olarak kullanılmıştır. Daha sonra 1901 yılında H. G. Wells'in yazılarında popülerleşmiştir. Daha kısa olan uzay terimi ise daha eskidir ve ilk kez 1667 yılında John Milton'ın Kayıp Cennet adlı eserinde Dünya'nın gökyüzünün ötesindeki bölge anlamında kullanılmıştır. "Spaceborne", özellikle bir uzay aracı tarafından taşınıyorsa, dış uzayda var olan anlamına gelir; benzer şekilde, "space-based" dış uzayda bulunan veya uzay teknolojisini kullanan anlamına gelir. ⓘ

Keşif ve uygulama

Tüm Dünya'nın bir insan tarafından çekilen ilk görüntüsü, muhtemelen Apollo 8'den William Anders tarafından fotoğraflandı. Güney yukarıda; Güney Amerika ortada. ⓘ

İnsanlık tarihinin büyük bölümünde uzay, Dünya'nın yüzeyinden yapılan gözlemlerle keşfedildi -başlangıçta çıplak gözle ve daha sonra teleskopla. Güvenilir roket teknolojisinden önce, insanların uzaya ulaşmaya en çok yaklaştıkları yöntem balon uçuşlarıydı. 1935 yılında ABD Explorer II mürettebatlı balon uçuşu 22 km (14 mil) yüksekliğe ulaşmıştır. Bu rakam 1942 yılında Alman A-4 roketinin üçüncü fırlatılışında yaklaşık 80 km (50 mil) irtifaya çıkmasıyla büyük ölçüde aşılmıştır. 1957 yılında mürettebatsız uydu Sputnik 1, bir Rus R-7 roketiyle fırlatılarak 215-939 kilometre (134-583 mil) yükseklikte Dünya yörüngesine ulaştı. Bunu 1961 yılında Yuri Gagarin'in Vostok 1 ile yörüngeye gönderildiği ilk insanlı uzay uçuşu izledi. Alçak Dünya yörüngesinden kaçan ilk insanlar Frank Borman, Jim Lovell ve William Anders 1968'de Ay yörüngesine ulaşan ve Dünya'dan maksimum 377.349 km (234.474 mil) uzaklığa ulaşan ABD Apollo 8'de yer aldı. ⓘ

Kaçış hızına ulaşan ilk uzay aracı, 1959'da Ay'a bir uçuş gerçekleştiren Sovyet Luna 1'di. 1961'de Venera 1 ilk gezegen sondası oldu. Güneş rüzgarının varlığını ortaya çıkarmış ve Venüs'e ilk uçuşunu gerçekleştirmiştir, ancak Venüs'e ulaşamadan temas kesilmiştir. İlk başarılı gezegen görevi 1962'de Mariner 2'nin Venüs'e yaptığı uçuştu. Mars'a ilk uçuş 1964 yılında Mariner 4 tarafından gerçekleştirilmiştir. O zamandan bu yana, mürettebatsız uzay araçları Güneş Sistemi'nin gezegenlerinin her birini, uydularını ve birçok küçük gezegen ve kuyruklu yıldızı başarıyla inceledi. Bu araçlar, uzayın keşfinin yanı sıra Dünya'nın gözlemlenmesi için de temel bir araç olmaya devam etmektedir. Ağustos 2012'de Voyager 1, Güneş Sistemi'ni terk edip yıldızlararası uzaya giren ilk insan yapımı nesne oldu. ⓘ

Havanın yokluğu, dış uzayı elektromanyetik spektrumun tüm dalga boylarında astronomi için ideal bir yer haline getirmektedir. Bu durum, Hubble Uzay Teleskobu tarafından gönderilen ve 13 milyar yıl öncesinden -neredeyse Büyük Patlama zamanına kadar- gelen ışığın gözlemlenmesine olanak tanıyan muhteşem görüntülerle kanıtlanmıştır. Uzaydaki her yer bir teleskop için ideal değildir. Gezegenler arası zodyak tozu, güneş dışı gezegenler gibi soluk kaynakların emisyonunu maskeleyebilecek dağınık bir yakın kızılötesi radyasyon yayar. Bir kızılötesi teleskobu tozun ötesine taşımak etkinliğini artırır. Benzer şekilde, Ay'ın uzak tarafındaki Daedalus krateri gibi bir alan, bir radyo teleskobunu Dünya merkezli gözlemleri engelleyen radyo frekansı parazitinden koruyabilir. ⓘ

Dünya yörüngesindeki vidasız uzay araçları modern uygarlığın vazgeçilmez teknolojilerindendir. Hava koşullarının doğrudan izlenmesine, televizyon gibi uzun menzilli iletişimlerin aktarılmasına, hassas navigasyon araçlarının kullanılmasına ve Dünya'nın uzaktan algılanmasına olanak sağlarlar. Bu son rol, tarım için toprak neminin izlenmesi, mevsimsel kar yığınlarından su çıkışının tahmin edilmesi, bitki ve ağaçlardaki hastalıkların tespiti ve askeri faaliyetlerin gözetimi gibi çok çeşitli amaçlara hizmet etmektedir. ⓘ

Uzayın derin vakumu, uzayı ultra temiz yüzeyler gerektirenler gibi bazı endüstriyel süreçler için cazip bir ortam haline getirebilir. Asteroit madenciliğinde olduğu gibi, uzayda üretim de büyük bir mali yatırım gerektirecek ve geri dönüşü hemen olmayacaktır. Toplam maliyette önemli bir faktör, Dünya yörüngesine kütle yerleştirmenin yüksek maliyetidir: 2006 yılında yapılan bir tahmine göre (o zamandan bu yana enflasyon hesaba katıldığında) kg başına 8.000 - 27.000 $. Uzaya erişim maliyeti 2013 yılından bu yana düşmüştür. Falcon 9 gibi kısmen yeniden kullanılabilir roketler uzaya erişimi kilogram başına 3500 doların altına indirdi. Bu yeni roketlerle uzaya malzeme göndermenin maliyeti birçok sektör için engelleyici derecede yüksek olmaya devam etmektedir. Bu sorunun çözümü için önerilen konseptler arasında tamamen yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri, roket dışı uzay fırlatma, momentum değişim bağları ve uzay asansörleri yer almaktadır. ⓘ

Bir insan mürettebatı için yıldızlararası seyahat şu anda sadece teorik bir olasılık olarak kalmaktadır. En yakın yıldızlara olan mesafeler, bunun yeni teknolojik gelişmeler ve birkaç on yıl sürecek yolculuklar için mürettebatı güvenli bir şekilde idame ettirme becerisi gerektireceği anlamına gelmektedir. Örneğin, döteryum ve helyum-3 füzyonu ile çalışan bir uzay aracı öneren Daedalus Projesi çalışmasına göre "yakınlardaki" Alpha Centauri sistemine ulaşmak için 36 yıl gerekecektir. Önerilen diğer yıldızlararası tahrik sistemleri arasında ışık yelkenleri, ramjetler ve ışınla çalışan tahrik yer almaktadır. Daha gelişmiş tahrik sistemleri yakıt olarak antimadde kullanabilir ve potansiyel olarak rölativistik hızlara ulaşabilir. ⓘ