Gdzie zaczyna się przestrzeń kosmiczna?

Wyrzutnie kosmiczne są ekscytujące do oglądania. Rakieta zeskakuje z podkładki w przestrzeń, rycząc w górę i wytwarzając falę uderzeniową, która trzeszczy twoje kości (jeśli jesteś w odległości kilku mil). W ciągu kilku minut wszedł w kosmos, gotowy do dostarczenia ładunków (a czasem ludzi) w kosmos.

Ale kiedy ta rakieta faktycznie działa wchodzić przestrzeń? To dobre pytanie, na które nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Nie ma konkretnej granicy, która określa, gdzie zaczyna się przestrzeń. W atmosferze nie ma linii ze znakiem: „Kosmos jest daleko!”

Granica między przestrzenią a „nie przestrzenią” jest naprawdę zdeterminowana przez naszą atmosferę. Tutaj, na powierzchni planety, jest wystarczająco gruba, aby utrzymać życie. Unosząc się w powietrzu, powietrze stopniowo staje się cieńsze. Są ślady gazów, którymi oddychamy ponad sto mil nad naszą planetą, ale ostatecznie rozrzedzają się tak bardzo, że nie różni się niczym od próżni w kosmosie. Niektóre satelity mierzyły drobne fragmenty ziemskiej atmosfery z odległości większej niż 800 kilometrów (prawie 500 mil). Wszystkie satelity krążą wysoko nad naszą atmosferą i są oficjalnie uważane za „w kosmosie”. Biorąc pod uwagę, że nasza atmosfera jest tak rzadka stopniowo i nie ma wyraźnej granicy, naukowcy musieli stworzyć oficjalną „granicę” między atmosferą a przestrzeń.

Dziś powszechnie uzgodniona definicja miejsca, w którym zaczyna się przestrzeń kosmiczna, wynosi około 100 kilometrów (62 mil). Jest również nazywany linią von Kármán. Według NASA każdy, kto lata na wysokości powyżej 80 km (50 mil), jest zwykle uważany za astronautę.

Aby zobaczyć, dlaczego trudno jest określić, gdzie zaczyna się przestrzeń, zobacz, jak działa nasza atmosfera. Pomyśl o tym jak o cieście warstwowym wykonanym z gazów. Jest grubszy w pobliżu powierzchni naszej planety i cieńszy u góry. Żyjemy i pracujemy na najniższym poziomie, a większość ludzi żyje w atmosferze. Dopiero gdy podróżujemy samolotem lub wspinamy się na wysokie góry, docieramy do regionów, w których powietrze jest dość rzadkie. Najwyższe góry wznoszą się na wysokości od 4200 do 9144 metrów (14 000 do prawie 30 000 stóp).

Większość odrzutowców pasażerskich lata na wysokości około 10 kilometrów (lub 6 mil) w górę. Nawet najlepsze odrzutowce wojskowe rzadko wspinają się powyżej 30 km (98 425 stóp). Balony pogodowe mogą osiągnąć wysokość do 40 kilometrów (około 25 mil). Meteory rozbłyskują około 12 kilometrów w górę. Światła północne lub południowe (zorza polarna) mają wysokość około 90 kilometrów (~ 55 mil). The Międzynarodowa Stacja Kosmiczna orbituje między 330 a 410 kilometrów (205-255 mil) nad powierzchnią Ziemi i znacznie powyżej atmosfery. Jest znacznie powyżej linii podziału wskazującej początek przestrzeni.

Astronomowie i planetolodzy często dzielą środowisko kosmiczne „blisko Ziemi” na różne regiony. Istnieje „geoprzestrzeń”, czyli obszar kosmiczny najbliższy Ziemi, ale zasadniczo poza linią podziału. Następnie jest przestrzeń „cislunarna”, czyli obszar, który rozciąga się poza Księżyc i obejmuje Ziemię i Księżyc. Poza tym jest przestrzeń międzyplanetarna, która rozciąga się wokół Słońca i planet, aż do ograniczenia chmury Oort. Następnym obszarem jest przestrzeń międzygwiezdna (która obejmuje przestrzeń między gwiazdami). Poza tym znajduje się przestrzeń galaktyczna i przestrzeń międzygalaktyczna, które skupiają się odpowiednio na przestrzeniach wewnątrz galaktyki i między galaktykami. W większości przypadków przestrzeń między gwiazdami a rozległe regiony między galaktykami nie są tak naprawdę puste. Regiony te zwykle zawierają cząsteczki gazu i pył i skutecznie tworzą próżnię.

Dla celów prawnych i prowadzenia dokumentacji większość ekspertów uważa, że ​​przestrzeń kosmiczna zaczyna się na wysokości 100 km (62 mil), linia von Kármán. Jego nazwa pochodzi od Theodore von Kármán, inżyniera i fizyka, który ciężko pracował w lotnictwie i astronautyce. Jako pierwszy ustalił, że atmosfera na tym poziomie jest zbyt cienka, aby utrzymać lot lotniczy.

Istnieje kilka bardzo prostych powodów, dla których taki podział istnieje. Odzwierciedla środowisko, w którym rakiety mogą latać. Z praktycznego punktu widzenia inżynierowie, którzy projektują statki kosmiczne, muszą upewnić się, że poradzą sobie z rygorami kosmosu. Zdefiniowanie przestrzeni pod względem oporu atmosferycznego, temperatury i ciśnienia (lub jej braku w próżni) jest ważne, ponieważ pojazdy i satelity muszą być zbudowane tak, aby wytrzymywały ekstremalne warunki otoczenia. W celu bezpiecznego lądowania na Ziemi projektanci i operatorzy amerykańskiej floty wahadłowców ustalił, że „granica kosmosu” dla promów znajdowała się na wysokości 122 km (76 mil). Na tym poziomie promy mogą zacząć odczuwać atmosferyczne przeciąganie się z ziemskiego koca powietrza, co wpływa na to, w jaki sposób kierowano je na lądowiska. Było to nadal znacznie powyżej linii von Kármána, ale w rzeczywistości istniały dobre powody inżynierskie, aby zdefiniować promy, które przewoziły ludzkie życie i wymagały większego bezpieczeństwa.

Idea kosmosu jest kluczowa dla wielu traktatów regulujących pokojowe wykorzystanie przestrzeni i ciał w niej zawartych. Na przykład Traktat o przestrzeni kosmicznej (podpisany przez 104 kraje i po raz pierwszy uchwalony przez Organizację Narodów Zjednoczonych w 1967 r.) Powstrzymuje kraje przed roszczeniem sobie suwerennego terytorium w przestrzeni kosmicznej. Oznacza to, że żaden kraj nie może wnosić roszczeń w kosmos i powstrzymywać innych przed tym.

Dlatego stało się ważne zdefiniowanie „przestrzeni kosmicznej” z powodów geopolitycznych, które nie mają nic wspólnego z bezpieczeństwem ani inżynierią. Traktaty, które odwołują się do granic kosmosu, rządzą tym, co rządy mogą robić na innych ciałach kosmicznych lub w ich pobliżu. Zawiera także wytyczne dotyczące rozwoju ludzkich kolonii i innych misji badawczych na planetach, księżycach i asteroidach.

Rozszerzony i edytowany przez Carolyn Collins Petersen.