Soloppgang … Sett ovenfra Kármán-linjenBak denne fortsatt kontroversielle definisjonen skjuler et vanskeligere spørsmål enn det ser ut til: fra når er vi "i verdensrommet"? Hvor stopper luftfart for å bli romfart?
Theodore Von Kármán (1881-1963) er en matematiker, ingeniør og fysiker født i Budapest. Han tilbrakte sin karriere med å jobbe med aerodynamisk fysikk i Europa før han emigrerte til USA på 1930-tallet, og ble deretter i California en av de store fysikerne på de første supersoniske flyvningene. Men hvis mange av hans verk og kreasjoner overlever ham (han er en av grunnleggerne av det veldig berømte Jet Propulsion Laboratory), er han mest kjent for den berømte "Kármán Line", som ofte defineres som grensen til rommet. Og ja, navnet hans har aksenter som alle glemmer.
Tapt i verdensrommet
Så når er vi "i verdensrommet"? Spørsmålet har animerte debatter i nesten et århundre, fordi det ikke er enkelt. Atmosfæren vår fungerer faktisk ikke som en boble: det er ingen fysisk grense eller veldefinert sone som vi befinner oss i romvakuumet fra. Atmosfæren er bare mindre og mindre tett når høyden øker. Noen få kilometer over havet er luften uåndbar. De fleste fly flyr ikke over 13 km høyde fordi reaktorene deres trenger oksygen for å sikre forbrenningen. Stratosfæriske ballonger stiger ikke over 50 km i høyden.Men atmosfæren slutter ikke der, derimot: det er mesosfæren utenfor, deretter termosfæren, som strekker seg fra omtrent 85 km til mer enn 650 km høyde. Ja, selv der oppe er det fremdeles noen luftbårne partikler. Og dette strekker seg mye lenger. I 2018 viste en studie at det var veldig sjeldne atmosfæriske molekyler rundt … Månen, det er 384.000 kilometer fra jorden!
Litt matte
Så vi har ikke svaret på spørsmålet vårt. Ville "romvakuumet" være avhengig av atmosfærisk trykk? Von Kármán, som jobber med supersoniske plan, leter etter en definisjon selv, og vil derfor starte fra formelen for heis: L = 1 / 2pv²SCl med L heisen, p lufttettheten , v flyets hastighet, S flyets overflate og Cl løftekoeffisienten.Vær trygg, formelen er ikke veldig viktig. Det er snarere observasjonen som følger med det: når du piloterer et fly og ønsker å fly i høyere høyde, reduseres lufttettheten, så du må øke hastigheten for å opprettholde samme heis (og unngå å tumle). Følger du fremdeles? Vi vil. Med unntak av at luftens tetthet på et tidspunkt vil være så lav at flyet faktisk har kommet til det som kalles den første kosmiske hastigheten ved å øke hastigheten: det er i bane.
Vel, Kármán-linjen er svinghøyden du må nå en banehastighet fra, rundt 28.500 km / t, for å generere heis (og unngå å rase nedover). Med andre ord er det høyden over hvilken man forlaterluftfart for å snakke om romfart …
Jorden sett fra ISS, i en høyde av 400 km
Turbo-grense
Det er en helt akseptabel definisjon, ikke sant? Men ting er ikke så enkle som de ser ut: Nå må vi finne den høyden. Basert på beregningene foreslo T. Von Kármán opprinnelig 83,6 km, noe som tilsvarer mer eller mindre målinger som ble etablert senere: rundt 85 km høyde begynner turbopausen, en region der de forskjellige gassene atmosfærer synes det er vanskelig å blande seg med hverandre. Dessverre, ved å variere små parametere, endres beregningen og derfor endres høyden. Vanskelig for “romgrensen” å være basert på flytende tall … Samfunnet krever en vilkårlig grense! Von Kármán foreslo deretter 300.000 fot, eller 91,5 km. Men den valgte høyden favoriserer et rundt tall, mer allmennhet:100 km over havet. "Kármán Line" ble født.Denne linjen ble umiddelbart vedtatt av Fédération Aéronautique Internationale, som brukte den til å skille mellom luftfart og astronautikk. For FAI gjør til og med en parabolflyging over Kármán-linjen deg til en astronaut. På samme måte utfører en rakett som sender en nyttelast under Kármán-linjen atmosfærisk flyging, mens den over blir den suborbitale (for en parabel) eller orbitalflyging. Denne grensen på 100 km har siden vært i vanlig bruk, og anses av allmennheten som en standard. Vi må imidlertid huske at den ikke har noen reguleringsverdi, noe som har noen konsekvenser!
I mellomtiden, på den andre siden av Atlanterhavet …
USA, for eksempel (en stor astronautisk nasjon hvis det er en), bruker ikke Kármán-linjen som en romgrense. Av både praktiske og politiske grunner har dette landet valgt å bruke en vilkårlig grense 50 miles over havet, eller 80,4 km. Dette skaper også små imbroglios siden det er mulig å få "vingene" til en amerikansk astronaut uten å bli anerkjent internasjonalt som sådan … Dette er spesielt tilfelle for visse piloter av det amerikanske flyet X -15, eller mannskaper på Virgin Galactic rakettfly dedikert til suborbital turisme.Selve definisjonen av Kármán-linjen er fortsatt debattert i dag, for hva den representerer med tanke på prestisje, men også i juridiske rammer (hvis et fly flyr over deg i en parabel i 85 km høyde, er det da? i internasjonalt rom eller i ditt luftrom?). Og til og med på det fysiske nivået: den minste sirkulære bane ble godkjent i vinter i en høyde på 167 km, og den japanske satellitten Tsubame klarte bare å opprettholde den takket være motorene fordi det allerede er for mye atmosfærisk friksjon.
Må vi noen gang gjennomgå kopien og endre Kármán-linjen? Det er ikke umulig. Men siden Sputnik er ikke rommet lenger den siste grensen …
