Gdzie zaczyna się przestrzeń kosmiczna?
Niedawno Richard Branson, a krótko po nim Jeff Bezos razem ze swoimi załogami polecieli w kosmos. Co to jednak tak naprawdę oznacza? Co znaczy to, że odbyli loty suborbitalne a nie orbitalne? Jak można porównać ich wyczyn z lotami np. astronautów podróżujących na pokładzie wahadłowca albo pierwszego w kosmosie Jurija Gagarina?
W tym artykule:
Sprawa nie jest oczywista
Po pierwsze, nie ma jednoznacznie ustalonej definicji tego, gdzie zaczyna się przestrzeń kosmiczna. Różne kraje (a nawet firmy) stosują różne definicje. Wojsko amerykańskie, Federalna Administracja Lotnictwa i NASA wyznaczają granicę przestrzeni kosmicznej na wysokości 80 km nad ziemią. Fédération Aéronautique Internationale (FAI), międzynarodowy organ zajmujący się prowadzeniem rejestrów lotniczych, definiuje granicę przestrzeni kosmicznej na wysokości 100 km.
Eksperci sugerują, że rzeczywista granica między Ziemią a przestrzenią kosmiczną leży w odległości od zaledwie 30 km nad powierzchnią aż do 1,6 mln km. Różnica jest tak duża ze względu na różne kryteria oceny i potrzeb na jakie przyjmuje się takie odległości. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna znajduje się w kosmosie. Jednak jest to inny „kosmos” niż ten, w jakim poruszają się np. satelity na wyższych orbitach. Inna jest częstotliwość występowania pojedynczych (choć mających znaczenie, bo wciąż stawiających opór np. satelitom) cząsteczek powietrza. Inna jest też temperatura i siła oddziaływania cząstek wysyłanych w przestrzeń kosmiczną przez Słońce (tzw. „wiatr słoneczny”). Stacja Kosmiczna, która krąży wokół Ziemi na wysokości 400 km, musi np. w związku z tym co jakiś czas odpalać swoje mikrosilniki by nie dopuścić do jej stopniowego wejścia w ziemską atmosferę i upadku na jej powierzchnię.
Satelity na wysokich orbitach geostacjonarnych (co oznacza, że znajdują się zawsze nad tym samym punktem Ziemi) na wysokości 35,786 km, nie muszą już tego robić, m.in. z powodu tego, że na swojej drodze nie natykają się już praktycznie na żadne, nawet pojedyncze cząsteczki gazów z ziemskiej atmosfery, które by je spowalniały i tym samym prowadziły do utraty wysokości.
Linia Kármána
Gdzie w takim razie leży granica przestrzeni kosmicznej? Przebiega ona na wysokości 100 km nad poziomem morza i określana jest mianem linii Kármána. W przybliżeniu wyznacza wysokość, na której tradycyjne samoloty nie mogą już efektywnie latać. Wszystko, co podróżuje powyżej linii Kármána wymaga napędu, który nie opiera się na sile nośnej generowanej przez ziemską atmosferę - powietrze jest po prostu zbyt rozrzedzone na tak dużych wysokościach. Innymi słowy, linia Kármána jest miejscem, gdzie zmieniają się prawa fizyczne rządzące możliwościami odbywania lotu. Organizacja Narodów Zjednoczonych historycznie zaakceptowała linię Kármána jako granicę przestrzeni kosmicznej. I chociaż rząd Stanów Zjednoczonych niechętnie zgadza się na tą konkretną wysokość (według niego, kosmos zaczyna się już na wysokości 80 km) większość krajów uznaje właśnie ją jako granicę kosmosu.
Tak naprawdę nie ma konkretnej fizycznej granicy między atmosferą ziemską a przestrzenią kosmiczną. Atmosfera robi się po prostu coraz bardziej rozrzedzona aż do gęstości kilku cząsteczek gazu na metr sześcienny i mniejszej. Definicja granicy kosmosu jest otwarta na interpretację. Jest ona jednak ważna dla celów prawnych i regulacyjnych, zarówno dla samolotów, jak i statków kosmicznych. Linia Kármána została nazwana na cześć Theodore'a von Kármána, węgierskiego z urodzenia, a po emigracji amerykańskiego, inżyniera i fizyka, który zajmował się aeronautyką i astronautyką.
Obydwa wspomniane loty przekroczyły jednak granice kosmosu rozumiane wg różnych kryteriów. Virgin Galactic, który doleciał jedynie na wysokość 85 km, znalazł się w kosmosie tylko wg definicji amerykańskiej (mimo to pasażerowie na pokładzie znaleźli się w stanie nieważkości, więc trudno odmówić im faktu, że rzeczywiście byli w przestrzeni kosmicznej). Stąd spotykane niekiedy określenie, że Richard Branson doleciał do „granicy kosmosu”. Blue Origin Jeffa Bezosa wzleciał na wysokość 107 km, więc w tym wypadku sprawa jest bezdyskusyjna.
Loty suborbitalne
Ich loty były jednak krótkie, tzn. statki Bransona i Bezosa „wyskoczyły” z ziemskiej atmosfery niczym ryba z wody i po krótkim locie szybko do niej wróciły. To oznacza, że były to loty „suborbitalne”. Takie były np. pierwsze loty w kosmos Amerykanów. Ani Virgin Galactic, ani Blue Origin nie weszły na orbitę okołoziemską i nie okrążyły Ziemi, więc pomimo tego, że obydwa statki znalazły się w kosmosie, można powiedzieć, że „nie osiągnęły orbity”. Jurij Gagarin podróżujący na pokładzie statku kosmicznego Vostok 1, osiągnął wysokość 327 km nad powierzchnią morza i okrążył Ziemię dokładnie jeden raz (czyli znalazł się na orbicie). Orbity wahadłowców z kolei, wahały się od 304 do 528 km w zależności od potrzeb.
1 z 2
kosmos 3
2 z 2
kosmos 1