Solopgang … Set ovenfra Kármán-linjenBag denne stadig kontroversielle definition skjuler et sværere spørgsmål, end det ser ud til: fra hvornår er vi "i rummet"? Hvor stopper luftfart for at blive rumflyvning?
Theodore Von Kármán (1881-1963) er en matematiker, ingeniør og fysiker født i Budapest. Han tilbragte sin karriere med aerodynamisk fysik i Europa, før han emigrerede til USA i 1930'erne og blev derefter i Californien en af de store fysikere ved de første supersoniske flyvninger. Men hvis mange af hans værker og kreationer overlever ham (han er en af grundlæggerne af det meget berømte Jet Propulsion Laboratory), er han bedst kendt for den berømte "Kármán Line", som meget ofte defineres som grænsen til rummet. Og ja, hans navn har accenter, som alle glemmer.
Forsvundet i rummet
Så hvornår er vi "i rummet"? Spørgsmålet har animeret debatter i næsten et århundrede, fordi det ikke er simpelt. Faktisk fungerer vores atmosfære ikke som en boble: der er ingen fysisk grænse eller veldefineret zone, hvorfra vi befinder os i rumvakuumet. Atmosfæren er bare mindre og mindre tæt, når højden øges. I nogle få kilometer højde er luften uåndelig. De fleste fly flyver ikke over 13 km højde, fordi deres reaktorer har brug for ilt for at sikre deres forbrænding. Stratosfæriske balloner stiger ikke over 50 km i højden.Men atmosfæren slutter ikke der: der er mesosfæren ud over, så termosfæren, der strækker sig fra cirka 85 km til mere end 650 km højde. Ja, selv deroppe er der stadig nogle luftpartikler. Og dette strækker sig meget længere. I 2018 viste en undersøgelse, at der var meget sjældne atmosfæriske molekyler omkring … Månen, dvs. 384.000 kilometer fra Jorden!
Lidt matematik
Så vi har ikke svaret på vores spørgsmål. Ville "rumvakuumet" være afhængigt af atmosfærisk tryk? Von Kármán, der arbejder på supersoniske planer, leder selv efter en definition og vil derfor starte med formlen for lift: L = 1 / 2pv²SCl med L liften, p lufttætheden , v flyets hastighed, S flyets overflade og Cl liftkoefficienten.Vær sikker på, formlen er ikke særlig vigtig. Det er snarere observationen, der følger med det: Når man styrer et fly og ønsker at flyve i en højere højde, falder lufttætheden, så du er nødt til at øge din hastighed for at opretholde den samme lift (og undgå at tumle). Følger du stadig med? Godt. Bortset fra at luftens tæthed på et tidspunkt vil være så lav, at flyet ved at øge dets hastighed faktisk er kommet til det, der kaldes den første kosmiske hastighed: det er i kredsløb.
Nå, Kármán-linjen er omdrejningshøjden, hvorfra du skal nå en orbital hastighed, omkring 28.500 km / t, for at generere lift (og undgå at tumle ned). Med andre ord er det højden over hvilken man forladerluftfart til at tale om rumflyvning …
Jorden set fra ISS i en højde af 400 km
Turbo grænse
Det er en helt acceptabel definition, ikke? Men tingene er ikke så lette som de ser ud: Nu skal vi finde den højde. Baseret på sine beregninger foreslog T. Von Kármán først 83,6 km, hvilket svarer mere eller mindre til målinger, der blev etableret senere: omkring 85 km højde begynder turbopausen, en region, hvor de forskellige gasser atmosfærer har svært ved at blande sig med hinanden. Desværre ændres beregningen ved at variere små parametre, og derfor ændres højden. Svært for “rumets grænse” at være baseret på flydende tal … Samfundet kræver en vilkårlig grænse! Von Kármán foreslog derefter 300.000 fod eller 91,5 km. Men den valgte højde favoriserer et rundt antal, mere almindeligt offentligt:100 km over havets overflade. "Kármán Line" blev født.Denne linje blev straks vedtaget af Fédération Aéronautique Internationale, som brugte den til at differentiere luftfart og astronautik. For FAI gør selv en parabolsk flyvning over Kármán Line dig til en astronaut. Ligeledes udfører en raket, der sender en nyttelast under Kármán-linjen, atmosfærisk flyvning, mens den over bliver den suborbitale (for en parabel) eller en orbitalflyvning. Denne 100 km grænse har siden været i almindelig brug og betragtes af offentligheden som en standard. Vi skal dog huske, at det ikke har nogen reguleringsværdi, hvilket har nogle konsekvenser!
I mellemtiden, på den anden side af Atlanterhavet …
De Forenede Stater (for eksempel en stor astronautisk nation, hvis der er en), bruger ikke Kármán-linjen som en rumgrænse. Af både praktiske og politiske årsager har dette land valgt at bruge en vilkårlig grænse 50 miles over havets overflade eller 80,4 km. Dette skaber også små imbroglios, da det er muligt at få en amerikansk astronauts "vinger" uden at blive anerkendt internationalt som sådan … Dette er især tilfældet for visse piloter af det amerikanske fly X -15 eller besætninger på Virgin Galactic raketfly dedikeret til suborbital turisme.Selve definitionen af Kármán-linjen debatteres stadig i dag, for hvad den repræsenterer med hensyn til prestige, men også i en juridisk ramme (hvis et fly flyver over dig i en parabel i 85 km højde, er det da? i det internationale rum eller i dit luftrum?). Og selv på det fysiske plan: den mindste cirkulære bane blev godkendt i vinter i en højde af 167 km, og den japanske satellit Tsubame var kun i stand til at vedligeholde den takket være sine motorer, fordi der allerede er for meget atmosfærisk friktion.
Skal vi nogensinde gennemgå kopien og ændre Kármán-linjen? Det er ikke umuligt. Men siden Sputnik er rummet ikke længere den sidste grænse …
