Saulėtekis … Žiūrint iš viršaus į Kármáno liniją.Už šio vis dar prieštaringo apibrėžimo slepiasi sunkesnis klausimas nei atrodo: nuo kada mes esame „kosmose“? Kur sustoja aeronautika, kad taptų skrydžiu į kosmosą?
Theodore Von Kármán (1881-1963) - matematikas, inžinierius ir fizikas, gimęs Budapešte. Savo karjerą jis praleido dirbdamas aerodinaminės fizikos srityje Europoje, kol praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje emigravo į Jungtines Valstijas, o tada Kalifornijoje tapo vienu didžiausių pirmųjų viršgarsinių skrydžių fizikų. Tačiau jei daugelis jo darbų ir kūrybos jį išgyvena (jis yra vienas iš labai garsios reaktyvinių variklių laboratorijos įkūrėjų), jis geriausiai žinomas dėl garsiosios „Kármán linijos“, kuri labai dažnai apibrėžiama kaip kosmoso riba. Ir taip, jo vardas turi akcentus, kuriuos visi pamiršta.
Pasiklydote kosmose
Taigi, kada esame „kosmose“? Šis klausimas kelia animacines diskusijas beveik šimtmetį, nes tai nėra paprasta. Iš tikrųjų mūsų atmosfera neveikia kaip burbulas: nėra jokios fizinės sienos ar gerai apibrėžtos zonos, iš kurios atsiduriame kosmoso vakuume. Atmosfera yra tik vis mažiau tanki, kai aukštis didėja. Keli kilometrai virš jūros lygio oras nėra kvėpuojantis. Dauguma lėktuvų neskrenda virš 13 km aukščio, nes jų reaktoriams degimui užtikrinti reikia deguonies. Stratosferos balionai nepakyla aukščiau nei 50 km.Tačiau atmosfera tuo nesibaigia: anapus yra mezosfera, tada termosfera, kuri tęsiasi nuo maždaug 85 km iki daugiau nei 650 km aukščio. Taip, net ir ten, vis dar yra keletas ore esančių dalelių. Ir tai tęsiasi kur kas toliau. 2018 m. Tyrimas parodė, kad aplink… Mėnulį, ty 384 000 kilometrų nuo Žemės, buvo labai retos atmosferos molekulės!
Šiek tiek matematikos
Taigi mes neturime atsakymo į savo klausimą. Ar „kosmoso vakuumas“ priklausytų nuo atmosferos slėgio? Viršgarsiniuose lėktuvuose dirbantis Von Kármánas pats ieško apibrėžimo, todėl pradės nuo lifto formulės: L = 1 / 2pv²SCl su L liftu, p oro tankis , v lėktuvo greitis, S lėktuvo paviršius ir Cl kėlimo koeficientas.Būkite tikri, formulė nėra labai svarbi. Greičiau tai seka stebėjimas: pilotuojant lėktuvą ir norint skristi didesniame aukštyje oro tankis mažėja, todėl jūs turite padidinti greitį, kad išlaikytumėte tą patį kėlimą (ir venkite blaškytis). Ar jūs vis dar sekate? Na. Išskyrus tai, kad vienu metu oro tankis bus toks mažas, kad padidinus jo greitį, lėktuvas iš tikrųjų pasiekė vadinamąjį pirmąjį kosminį greitį: jis yra orbitoje.
Na, „Kármán“ linija yra sukamasis aukštis, nuo kurio turite pasiekti orbitinį greitį, maždaug 28 500 km / h, kad sukeltumėte liftą (ir išvengtumėte griūties). Kitaip tariant, tai yra aukštis, virš kurio žmogus paliekaaeronautika kalbėti apie skrydį į kosmosą …
Žemė, matoma iš TKS, 400 km aukštyje
Turbo siena
Tai visiškai priimtinas apibrėžimas, ar ne? Tačiau viskas nėra taip lengva, kaip atrodo: dabar turime surasti tą aukštį. Remdamasis savo skaičiavimais, T. Von Kármánas iš pradžių pasiūlė 83,6 km, kuris daugmaž atitinka vėliau nustatytus matavimus: maždaug 85 km aukštyje prasideda turbopauzė - regionas, kuriame skirtingos dujos atmosferoje sunku susilieti. Deja, keičiant mažus parametrus, skaičiavimai keičiasi, taigi ir aukštis. Sunku, kad „kosmoso riba“ būtų paremta plaukiojančiais skaičiais … Bendruomenė reikalauja savavališkos ribos! Tada Von Kármánas pasiūlė 300 000 pėdų arba 91,5 km. Tačiau pasirinktas aukštis palankesnis apvaliam skaičiui, platesnei visuomenei:100 km virš jūros lygio. Gimė „Kármán Line“.Šią liniją tuoj pat patvirtino Tarptautinė federacija (Fédération Aéronautique Internationale), kuri ją naudojo diferencijuodama aeronautiką ir astronautiką. FAI net dėl parabolinio skrydžio virš Kármáno linijos tave paverčia astronautu. Panašiai raketa, siunčianti krovinį žemiau „Kármán“ linijos, vykdo atmosferos skrydį, o virš jo tampa suborbitu (parabolei) arba orbitiniu skrydžiu. Ši 100 km siena nuo to laiko buvo įprasta ir plačioji visuomenė ją vertina kaip standartą. Tačiau turime prisiminti, kad jis neturi jokios reguliavimo vertės, o tai turi tam tikrų pasekmių!
Tuo tarpu kitapus Atlanto …
Pavyzdžiui, Jungtinės Valstijos (puiki astronautų tauta, jei tokių yra) nenaudoja Kármáno linijos kaip kosminės sienos. Dėl praktinių ir politinių priežasčių ši šalis pasirinko savavališką sieną, esančią 50 mylių virš jūros lygio arba 80,4 km. Tai taip pat sukuria mažus imbroglijus, nes įmanoma gauti amerikiečių astronauto „sparnus“ ir nepripažinti tarptautiniu mastu … Tai ypač pasakytina apie kai kuriuos amerikiečių X lėktuvo pilotus. -15, arba „Virgin Galactic“ raketinio lėktuvo, skirto suborbitaliniam turizmui, įgulos.Pats „Kármán“ linijos apibrėžimas vis dar diskutuojamas ir šiandien, nes tai reiškia prestižą, bet ir teisinį pagrindą (jei lėktuvas skraido virš tavęs 85 km aukščio parabolėje, ar ne? tarptautinėje erdvėje ar jūsų oro erdvėje?). Ir net fiziniame lygmenyje: mažiausia žiedinė orbita šią žiemą buvo patvirtinta 167 km aukštyje, o japonų palydovas „Tsubame“ jį palaikyti galėjo tik dėl savo variklių, nes atmosferos trinties jau per daug.
Ar vieną dieną reikės peržiūrėti kopiją ir pakeisti „Kármán Line“? Tai nėra neįmanoma. Tačiau nuo „Sputnik“ kosmosas nebėra paskutinė siena …
