Sonnenaufgang… von oben gesehen die Kármán-LinieHinter dieser immer noch kontroversen Definition verbirgt sich eine schwierigere Frage, als es scheint: Ab wann sind wir „im Weltraum“? Wo hört die Luftfahrt auf, um Raumfahrt zu werden?
Theodore Von Kármán (1881-1963) ist ein in Budapest geborener Mathematiker, Ingenieur und Physiker. Er verbrachte seine Karriere in der aerodynamischen Physik in Europa, bevor er in den 1930er Jahren in die USA auswanderte und dann in Kalifornien einer der großen Physiker der ersten Überschallflüge wurde. Wenn ihn jedoch viele seiner Werke und Kreationen überleben (er ist einer der Gründer des sehr berühmten Jet Propulsion Laboratory), ist er am bekanntesten für die berühmte "Kármán Line", die sehr oft als definiert wird die Grenze des Raumes. Und ja, sein Name hat Akzente, die jeder vergisst.
Im Weltraum verloren
Wann sind wir also "im Weltraum"? Die Frage hat Debatten seit fast einem Jahrhundert belebt, weil es nicht einfach ist. In der Tat wirkt unsere Atmosphäre nicht wie eine Blase: Es gibt keine physische Grenze oder genau definierte Zone, von der aus wir uns im Weltraumvakuum befinden. Die Atmosphäre wird mit zunehmender Höhe immer weniger dicht. Ein paar Kilometer über dem Meeresspiegel ist die Luft nicht atmungsaktiv. Die meisten Flugzeuge fliegen nicht über 13 km Höhe, da ihre Reaktoren Sauerstoff benötigen, um ihre Verbrennung sicherzustellen. Stratosphärische Ballons erheben sich nicht über 50 km Höhe.Aber die Atmosphäre endet nicht dort: Es gibt die Mesosphäre dahinter, dann die Thermosphäre, die sich von etwa 85 km bis zu mehr als 650 km Höhe erstreckt. Ja, selbst dort oben gibt es noch einige Partikel in der Luft. Und das geht noch viel weiter. Im Jahr 2018 hat eine Studie bewiesen, dass es um den Mond, also 384.000 Kilometer von der Erde entfernt, sehr seltene atmosphärische Moleküle gibt!
Ein bisschen Mathe
Wir haben also keine Antwort auf unsere Frage. Wäre das "Raumvakuum" vom atmosphärischen Druck abhängig? Von Kármán, der auf Überschallflugzeugen arbeitet, sucht selbst nach einer Definition und geht daher von der Formel für den Auftrieb aus: L = 1 / 2pv²SCl mit L dem Auftrieb, p der Luftdichte v die Geschwindigkeit des Flugzeugs, S die Oberfläche des Flugzeugs und Cl den Auftriebskoeffizienten.Seien Sie versichert, die Formel ist nicht sehr wichtig. Es ist eher die Beobachtung, die damit einhergeht: Wenn Sie ein Flugzeug steuern und in einer höheren Höhe fliegen möchten, nimmt die Luftdichte ab, sodass Sie Ihre Geschwindigkeit erhöhen müssen, um den gleichen Auftrieb aufrechtzuerhalten (und zu vermeiden) zu fallen). Folgen Sie noch? Gut. Abgesehen davon, dass die Dichte der Luft an einem Punkt so gering ist, dass das Flugzeug durch Erhöhen seiner Geschwindigkeit tatsächlich die erste kosmische Geschwindigkeit erreicht hat: Es befindet sich in der Umlaufbahn.
Nun, die Kármán-Linie ist die Drehhöhe, von der aus Sie eine Umlaufgeschwindigkeit von etwa 28.500 km / h erreichen müssen, um Auftrieb zu erzeugen (und ein Herunterfallen zu vermeiden). Mit anderen Worten, es ist die Höhe, über der man die verlässtLuftfahrt über Raumfahrt zu sprechen …
Erde von der ISS aus gesehen, in einer Höhe von 400 km
Turbo Grenze
Das ist eine durchaus akzeptable Definition, nicht wahr? Aber die Dinge sind nicht so einfach, wie sie scheinen: Jetzt müssen wir diese Höhe finden. Basierend auf seinen Berechnungen schlug T. Von Kármán zunächst 83,6 km vor, was mehr oder weniger den später ermittelten Messungen entspricht: In etwa 85 km Höhe beginnt die Turbopause, eine Region, in der die verschiedenen Gase auftreten Atmosphären finden es schwierig, sich miteinander zu vermischen. Leider ändert sich durch Variation kleiner Parameter die Berechnung und damit die Höhe. Es ist schwierig, die „Grenze des Raums“ auf schwebenden Zahlen zu basieren… Die Community fordert eine willkürliche Grenze! Von Kármán schlug dann 91,5 km vor. Die gewählte Höhe begünstigt jedoch eine runde Zahl, die allgemeinere Öffentlichkeit:100 km über dem Meeresspiegel. Die „Kármán-Linie“ wurde geboren.Diese Linie wurde sofort von der Fédération Aéronautique Internationale übernommen, die sie zur Unterscheidung von Luft- und Raumfahrt verwendete. Für die FAI macht Sie sogar ein Parabelflug über die Kármán-Linie zum Astronauten. Ebenso führt eine Rakete, die eine Nutzlast unterhalb der Kármán-Linie sendet, einen atmosphärischen Flug durch, während sie darüber suborbital (für eine Parabel) oder orbital fliegt. Diese 100 km lange Grenze ist seitdem weit verbreitet und wird von der Öffentlichkeit als Standard angesehen. Wir müssen uns jedoch daran erinnern, dass es keinen regulatorischen Wert hat, was einige Konsequenzen hat!
Inzwischen auf der anderen Seite des Atlantiks …
Die Vereinigten Staaten zum Beispiel (eine große astronautische Nation, wenn es eine gibt) verwenden die Kármán-Linie nicht als Weltraumgrenze. Aus praktischen und politischen Gründen hat sich dieses Land für eine willkürliche Grenze von 50 Meilen über dem Meeresspiegel oder 80,4 km entschieden. Dies erzeugt auch kleine Imbroglios, da es möglich ist, die "Flügel" eines amerikanischen Astronauten zu erhalten, ohne international als solche anerkannt zu sein … Dies gilt insbesondere für bestimmte Piloten des amerikanischen Flugzeugs X. -15 oder Besatzungen des Raketenflugzeugs Virgin Galactic, das dem suborbitalen Tourismus gewidmet ist.Die Definition der Kármán-Linie wird noch heute diskutiert, denn was sie in Bezug auf Prestige, aber auch in einem rechtlichen Rahmen darstellt (wenn ein Flugzeug in einer Parabel in 85 km Höhe über Sie fliegt, ist es das? im internationalen Raum oder in Ihrem Luftraum?). Und auch auf physischer Ebene: Die kleinste kreisförmige Umlaufbahn wurde in diesem Winter in einer Höhe von 167 km genehmigt, und der japanische Satellit Tsubame konnte sie nur dank seiner Triebwerke aufrechterhalten, da bereits zu viel atmosphärische Reibung vorhanden ist.
Müssen wir jemals die Kopie überprüfen und die Kármán-Linie ändern? Es ist nicht unmöglich. Aber seit Sputnik ist der Weltraum nicht mehr die letzte Grenze …
