Вопрос о том, где именно заканчивается атмосфера Земли и начинается космос, кажется простым, но на самом деле однозначного ответа на него не существует. Граница между атмосферой и космосом условна, так как атмосфера постепенно разрежается, а не обрывается резко. Тем не менее, ученые, инженеры и международные организации пытались определить точку, после которой начинается внешнее пространство. Где же она находится?
Что такое линия Кармана?
Линия Кармана (ударение на первый слог) — это условная граница между атмосферой Земли и космосом, принятая Международной авиационной федерацией. Названа она в честь венгерско-американского физика и инженера Теодора фон Кармана, который первым предложил обозначить эту границу в 1950-х годах.
По его расчетам, на высоте примерно 100 километров атмосфера становится настолько разреженной, что для движения летательного аппарата недостаточно обычной аэродинамической подъемной силы. Иными словами, чтобы оставаться на этой высоте, аппарат должен двигаться с орбитальной скоростью, иначе он просто упадет обратно на Землю.
Цифра в 100 километров выбрана по ряду причин. Так, на этой высоте плотность воздуха настолько мала, что крылья самолета практически бесполезны. Чтобы удержаться на высоте 100 км без падения, объект должен двигаться с колоссальной скоростью — около 7,8 км/с. Это первая космическая скорость. С юридической точки зрения конкретная цифра также важна. Четкая и постоянная граница нужна для стандартизации международных полетов и регулирования авиации.
Какие еще границы космоса существуют?
Некоторые ученые считают, что границу нужно проводить ниже или выше.
В США, например, пилотам, достигшим высоты в 80 км, официально присваивается статус астронавта. Эту границу использует ВВС США и NASA. Именно на этой высоте атмосфера также теряет большинство своих аэродинамических свойств, и начинается переход к суборбитальным полетам.
На высоте 120 км и выше уже невозможно заметить никакого сопротивления воздуха, а следы атмосферы исчезают практически полностью. Это ближе к термосфере — слою атмосферы, где происходит активная ионизация и северные сияния.
Где заканчивается атмосфера?
Атмосфера Земли не имеет четкой границы и тянется на тысячи километров, но становится все менее плотной. В ней выделяют несколько слоев.
- Тропосфера — от земли до 10−12 км. Там происходят все погодные явления.
- Стратосфера — до 50 км. Именно здесь находится озоновый слой.
- Мезосфера — от 50 до 85 км. В этом слое атмосферы сгорают метеоры.
- Термосфера — до 600 км. На этом уровне появляется свечение — знаменитые полярные сияния, а температура в пиковые моменты активности Солнца может достигать 2500 градусов.
- Экзосфера — до 10 000 км. Это уже практически вакуум, но технически все еще считается частью атмосферы.
Почему важно знать, где начинается космос?
Конструкторы ракет, спутников и самолетов ориентируются на границу для расчета нагрузок, высоты полета и сопротивления материалов.
Кроме того, чтобы считать полет космическим, он должен достичь определенной высоты. Споры об этом ведутся до сих пор, особенно в коммерческом космосе, например, при суборбитальных полетах.
