Интересно о науке

На какой высоте начинается космос?

 

Формально космос начинается там, где заканчивается атмосфера Земли. Но только в школьных учебниках эта линия проведена чётко, на деле же никакой явной границы не существует. Однако венгерский учёный Теодор фон Карман предложил довольно логичный способ ввести условную границу, и он получил широкое распространение.

 

 
 

Дело в том, что подъёмная сила самолёта зависит, помимо прочего, от его скорости и от плотности окружающего воздуха. Чем меньше плотность воздуха, тем большая скорость нужна для удержания самолёта на одной высоте. С ростом высоты плотность воздуха сильно снижается. Поэтому, чем больше высота полёта самолёта, тем с большей скоростью ему нужно лететь, чтобы на ней оставаться. А теперь вспомним про спутники. Их разгоняют до первой космической скорости (около 8 км/с), на которой центробежная сила при движении вокруг Земли уравновешивает силу гравитации. Но летают они гораздо выше самолётов, чтобы им как можно меньше мешало сопротивление воздуха, который всё-таки остаётся на больших высотах. Если мы теперь вернёмся к самолётам, то можем рассчитать высоту, для которой необходимая скорость как раз будет равна первой космической. В этом случае эффект центробежной силы не учитывается, а рассчитывается лишь скорость, необходимая для достижения нужной аэродинамической подъёмной силы. Когда эта скорость доходит до первой космической, воздушный полёт с помощью крыльев теряет даже теоретический смысл.

Правда, даже при таком подходе точно границу не вычислить, потому что, во-первых, плотность воздуха на одной и той же высоте может быть разная в разное время или для разных мест на планете, а во-вторых, подъёмная сила самолёта зависит ещё от его формы и от характеристик крыла. Поэтому Карман взял некоторые средние значения и получил результат – около 90-95 км от поверхности Земли. Для простоты он предложил считать условной границей космоса высоту 100 км, которую назвали линией Кармана и сейчас широко принимают по всему миру.

Любопытно, что официальной юридической границы космоса всё ещё не существует, поэтому нельзя строго сказать, на какой высоте заканчивается юрисдикция того или иного государства. К счастью, пока что это и не востребовано.

 
Отвечает Антон Громов, программист-баллистик в Dauria Aerospace, автор проекта «Море Ясности», баллистик общественного проекта лунного спутника, постоянный ведущий трансляций запусков SpaceX на русском языке, популяризатор космонавтики