Изгрев … Погледнат отгоре на линията на КарманЗад тази все още противоречива дефиниция се крие по-труден въпрос, отколкото изглежда: от кога сме „в космоса“? Къде спира въздухоплаването, за да се превърне в космически полет?
Теодор фон Карман (1881-1963) е математик, инженер и физик, роден в Будапеща. Прекарва кариерата си, работейки по аеродинамична физика в Европа, преди да емигрира в САЩ през 30-те години, след което се превръща в Калифорния един от големите физици от първите свръхзвукови полети. Ако обаче много от неговите творби и творения го оцелеят (той е един от основателите на много известната лаборатория за реактивно задвижване), той е най-известен с известната „линия на Карман“, която много често се определя като границата на пространството. И да, името му има акценти, които всички забравят.
Изгубени в космоса
И така, кога сме „в космоса“? Въпросът води оживени дебати от почти век, защото не е прост. Всъщност нашата атмосфера не действа като балон: няма физическа граница или добре дефинирана зона, от която да се озовем в космическия вакуум. Атмосферата е просто по-малко и по-малко плътна, тъй като надморската височина се увеличава. На височина от няколко километра въздухът е недишащ. По-голямата част от самолетите не летят над 13 км надморска височина, тъй като техните реактори се нуждаят от кислород, за да осигурят изгарянето им. Стратосферните балони не се издигат над 50 км надморска височина.Но атмосферата не свършва дотук: там е мезосферата отвъд, след това термосферата, която се простира от около 85 км до над 650 км надморска височина. Да, дори там горе, все още има някои частици във въздуха. И това се простира много по-далеч. През 2018 г. проучване доказа, че около… Луната, т.е. 384 000 километра от Земята, има много редки атмосферни молекули!
Малко математика
Така че нямаме отговор на нашия въпрос. Дали „космическият вакуум“ ще зависи от атмосферното налягане? Фон Карман, който работи на свръхзвукови равнини, сам търси определение и следователно ще започне от формулата за повдигане: L = 1 / 2pv²SCl с L повдигане, p плътността на въздуха , v скоростта на самолета, S повърхността на самолета и Cl коефициент на повдигане.Бъдете сигурни, формулата не е много важна. По-скоро наблюдението е свързано с това: когато пилотирате самолет и искате да летите на по-голяма височина, плътността на въздуха намалява, така че трябва да увеличите скоростта си, за да поддържате същия лифт (и да избягвате да се преобърне). Все още ли следите? Добре. С изключение на това, че в един момент плътността на въздуха ще бъде толкова ниска, че увеличавайки скоростта си, самолетът действително е достигнал до така наречената първа космическа скорост: той е в орбита.
Е, линията на Карман е височината на въртене, от която трябва да достигнете орбитална скорост, около 28 500 км / ч, за да генерирате асансьор (и да избегнете падането надолу). С други думи, това е надморската височина, над която човек напускааеронавтика, за да говорим за космически полет …
Земя, видяна от МКС, на височина 400 км
Турбо граница
Това е напълно приемливо определение, нали? Но нещата не са толкова лесни, колкото изглеждат: сега трябва да намерим тази надморска височина. Въз основа на изчисленията си Т. Фон Карман първоначално предложи 83,6 км, което съответства горе-долу на измерванията, установени по-късно: около 85 км надморска височина започва турбопаузата, регион, където различните газове атмосферите трудно се смесват помежду си. За съжаление, чрез промяна на малките параметри, изчислението се променя и следователно височината се променя. Трудно е „границата на пространството“ да се основава на плаващи числа … Общността изисква произволен лимит! Тогава фон Карман предложи 300 000 фута, или 91,5 км. Но избраната надморска височина благоприятства кръгъл номер, по-широка публика:На 100 км над морското равнище е родена „линията Карман“.Тази линия беше незабавно приета от Fédération Aéronautique Internationale, която я използва за разграничаване на аеронавтиката и астронавтиката. За FAI дори параболичният полет над линията Карман ви прави астронавт. По същия начин ракета, изпращаща полезен товар под линията Карман, изпълнява атмосферен полет, докато над нея става суборбитална (за парабола) или орбитален полет. Оттогава тази 100-километрова граница е в обща употреба и се разглежда от широката общественост като стандарт. Трябва обаче да помним, че той няма регулаторна стойност, което има някои последици!
Междувременно от другата страна на Атлантическия океан …
Съединените щати например (голяма астронавтика, ако има такава) не използват линията Карман като космическа граница. Както от практически, така и от политически съображения, тази страна избра да използва произволна граница на 50 мили над морското равнище или 80,4 км. Това също създава малки имброглио, тъй като е възможно да се получат "крилата" на американски астронавт, без да бъдат признати в международен план като такива … Това важи особено за някои пилоти от американския самолет X -15, или екипажи на ракетния самолет Virgin Galactic, посветен на суборбиталния туризъм.Самата дефиниция на линията на Карман се обсъжда и до днес, за това какво представлява по отношение на престиж, но също така и в законова рамка (ако самолет лети над вас в парабола на 85 км височина, нали в международното пространство или във вашето въздушно пространство?). И дори на физическо ниво: тази зима беше одобрена най-малката кръгова орбита на височина 167 км, а японският спътник Tsubame успя да го поддържа само благодарение на своите двигатели, тъй като вече има твърде много атмосферно триене.
Ще трябва ли някога да прегледаме копието и да променим линията на Карман? Не е невъзможно. Но от Sputnik пространството вече не е последната граница …
