Východ slnka … Pri pohľade zhora na Kármánovu líniuZa touto stále kontroverznou definíciou sa skrýva zložitejšia otázka, ako sa zdá: odkedy sme „vo vesmíre“? Kde sa zastaví letectvo, aby sa z neho stal vesmírny let?
Theodore Von Kármán (1881-1963) je matematik, inžinier a fyzik narodený v Budapešti. Kariéru strávil prácou na aerodynamickej fyzike v Európe, potom v 30. rokoch emigroval do Spojených štátov a potom sa stal v Kalifornii jedným z významných fyzikov prvých nadzvukových letov. Ak ho však prežije veľa jeho diel a výtvorov (je jedným zo zakladateľov veľmi slávneho laboratória prúdového pohonu), preslávil sa predovšetkým známou „Kármánovou líniou“, ktorá sa veľmi často definuje ako hranice vesmíru. A áno, jeho meno má prízvuk, na ktorý každý zabudne.
Stratený vo vesmíre
Kedy sme teda „vo vesmíre“? Táto otázka vedie diskusie už takmer storočie, pretože nie je jednoduchá. Naša atmosféra v skutočnosti nepôsobí ako bublina: neexistuje žiadna fyzická hranica alebo presne definovaná zóna, z ktorej by sme sa ocitli vo vesmírnom vákuu. Atmosféra je s pribúdajúcou nadmorskou výškou čoraz menej hustá. Niekoľko kilometrov nad morom je vzduch nedýchateľný. Väčšina lietadiel nelieta nad 13 km, pretože ich reaktory potrebujú na zabezpečenie svojho spaľovania kyslík. Stratosférické balóny nevystúpia nad 50 km do výšky.Atmosféra tým však nekončí: je tu mezosféra, potom termosféra, ktorá siaha od približne 85 km do viac ako 650 km nadmorskej výšky. Áno, aj tam hore sú stále nejaké vzdušné častice. A toto siaha oveľa ďalej. V roku 2018 štúdia dokázala, že okolo … Mesiaca, tj. 384 000 kilometrov od Zeme, boli veľmi vzácne molekuly atmosféry!
Trochu matematiky
Na našu otázku teda nemáme odpoveď. Bolo by „vesmírne vákuum“ závislé od atmosférického tlaku? Von Kármán, ktorý pracuje na nadzvukových rovinách, sám hľadá definíciu, a preto bude vychádzať zo vzorca pre výťah: L = 1 / 2pv²SCl s L výťahom, p hustotou vzduchu , v rýchlosť letúna, S povrch letúna a Cl koeficient vztlaku.Buďte si istí, že vzorec nie je veľmi dôležitý. K tomu patrí skôr pozorovanie: keď riadite lietadlo a chcete letieť vo vyššej nadmorskej výške, hustota vzduchu klesá, takže musíte zvýšiť rýchlosť, aby ste udržali rovnaký zdvih (a vyhnúť sa bubnovať). Stále sleduješ? Nuž. Ibaže v jednom bode bude hustota vzduchu taká nízka, že zvýšením jeho rýchlosti lietadlo skutočne dosiahlo takzvanú prvú kozmickú rýchlosť: je na obežnej dráhe.
Kármánova čiara je otočná nadmorská výška, z ktorej musíte dosiahnuť orbitálnu rýchlosť okolo 28 500 km / h, aby ste vytvorili výťah (a vyhli sa prevráteniu). Inými slovami, ide o nadmorskú výšku, nad ktorou človek opúšťaletectva hovoriť o vesmírnych letoch …
Zem videná z ISS vo výške 400 km
Turbo hranica
To je úplne prijateľná definícia, však? Ale veci nie sú také ľahké, ako sa zdá: teraz musíme zistiť túto nadmorskú výšku. Na základe svojich výpočtov T. Von Kármán najskôr navrhol 83,6 km, čo viac-menej zodpovedá meraniam stanoveným neskôr: okolo 85 km nadmorskej výšky začína turbopauza, oblasť, kde sú rôzne plyny atmosféry je ťažké navzájom sa miešať. Žiaľ, zmenami malých parametrov sa mení výpočet, a teda aj nadmorská výška. Pre hranicu vesmíru je ťažké založiť na plávajúcich číslach … Komunita požaduje ľubovoľný limit! Von Kármán potom navrhol 91 000 km. Ale zvolená nadmorská výška uprednostňuje okrúhle číslo, širšia verejnosť:100 km nad morom. Zrodila sa „Kármánova línia“.Túto líniu si okamžite osvojila Medzinárodná letecká federácia, ktorá ju použila na rozlíšenie aeronautiky a astronautiky. Pre FAI z vás aj parabolický let nad Kármánovou líniou robí kozmonauta. Rovnako tak raketa vysielajúca užitočné zaťaženie pod Kármánovu čiaru vykonáva atmosférický let, zatiaľ čo sa nad ním stáva suborbitálny (pre parabolu) alebo orbitálny let. Táto 100 km hranica sa odvtedy bežne používa a široká verejnosť ju považuje za štandard. Musíme si však uvedomiť, že nemá regulačnú hodnotu, čo má určité dôsledky!
Medzitým na druhej strane Atlantiku …
Napríklad USA (ak je to veľký astronautický štát) nepoužívajú Kármánovu líniu ako vesmírnu hranicu. Z praktických aj politických dôvodov sa táto krajina rozhodla použiť svojvoľnú hranicu 80,4 km alebo 50 míľ nad morom. Tak vznikajú aj malé imbroglio, pretože je možné získať „krídla“ amerického astronauta bez toho, aby boli medzinárodne uznávaní … To platí najmä pre niektorých pilotov amerického lietadla X -15, alebo posádky raketového lietadla Virgin Galactic venované suborbitálnej turistike.O samotnej definícii Kármánovej línie sa diskutuje dodnes, čo predstavuje z hľadiska prestíže, ale aj právneho rámca (ak nad vami letí lietadlo v parabole vo výške 85 km, je to tak v medzinárodnom priestore alebo vo vašom vzdušnom priestore?). A to aj na fyzickej úrovni: najmenšiu kruhovú obežnú dráhu schválili túto zimu vo výške 167 km a japonská družica Tsubame ju dokázala udržiavať iba vďaka svojim motorom, pretože už je tu príliš veľa atmosférického trenia.
Budeme niekedy musieť skontrolovať kópiu a zmeniť Kármánovu linku? Nie je to nemožné. Ale od Sputniku už vesmír nie je poslednou hranicou …
