Atmosferin sınırına bir değer atamak hiç de kolay değil. Karman hattının üzerinde yörüngede dönen ISS’de görüldüğü gibi atmosfer katmanları. NASA
Bir uzay aracı Dünya yüzeyinden fırladığında, sonunda gezegenimizin hava sahasından çıkar ve uzaya girer. Bu sınırın tam olarak nerede olduğu biraz tartışmaya açık.
Pek çok uzman, Kármán hattını, geleneksel uçakların üzerinde uçamayacağı irtifa olarak sınır oluşturan uzayın bu kenarı olarak adlandırıyor. Bu çizgi genellikle gezegenimizin yüzeyinden yaklaşık 62 mil yukarıda bulunur.
Bu rakamın birçok pratik kullanımı vardır, ancak bilimsel doğruluğu sorgulanmıştır. Alanın kenarına kesin bir değer atamak, kolay olmaktan çok uzaktır.
Center for Astrophysics | Harvard ve Smithsonian. “Bir sınırın olduğu yerde, bir miktar nicelik kısa bir mesafede çok hızlı değişir… Ve bu, atmosferin bu ucunda doğrudur. Ama sizin uzay dediğiniz şeye ve Dünya dediğiniz şeye – bu, fizik tarafından bize dayatılmayan bir insan kararıdır.”
Dünyanın nerede bitip uzayın nerede başladığına karar vermenin sonuçları, gezginlerin astronot kanatlarını kazanıp kazanmamasının ötesine geçer. Hava trafiği tipik olarak, ülkelerin kendi toprakları üzerindeki hava sahasını kontrol etmesiyle ulusal düzeyde düzenlenir. Örneğin çok alçaktan uçmak, yanlışlıkla uluslararası bir çatışma başlatma potansiyeline sahiptir.
Ancak McDowell, “uzay doğası gereği küreseldir” diyor. Uzay için farklı uluslararası anlaşmalar geçerlidir. Daha fazla ülke uydu fırlattıkça ve özel uzay uçuşu şirketleri yörünge altı bir uzay turizmi endüstrisi kurdukça, Dünya’nın hava sahası ile dış uzay arasındaki ayrımı tanımlamak giderek daha önemli hale geliyor.
Kármán çizgisinin arkasındaki fizik
Kármán çizgisi , farklı yüksekliklerde Dünya atmosferinin özelliklerinin bir geminin uçma yeteneğini nasıl etkilediğini açıkladığı için fiziğe dayanmaktadır. Uçaklar, büyük ölçüde Dünya atmosferinin kalınlığına karşı kanatları tarafından oluşturulan kaldırma kuvveti sayesinde havada kalırlar. Ancak atmosferimiz yükseldikçe incelir. Belirli bir noktada hava, geleneksel uçaklar için çok incedir ve bu irtifanın üzerindeki herhangi bir gemi, havada kalabilmek için roket gibi bir itme sistemi gerektirir. Bu ayrım Kármán çizgisidir.
Hat, adını 1881’de Macaristan’da doğan mühendis ve fizikçi Theodore von Kármán’dan almıştır. 2. Dünya Savaşı sırasında roketlerde önde gelen bir uzman oldu ve Amerika Birleşik Devletleri’nin Jet Tahrik Laboratuvarı’nın kurucularından biri oldu. Bir geminin uçmak için bir tahrik sistemi kullanması gereken yüksekliği hesaplayan ilk kişi olarak kabul edildi.
Von Kármán başlangıçta sınırın deniz seviyesinden yaklaşık 50 mil yukarıda olduğunu hesapladı. Ancak bugün, Kármán hattı genellikle yaklaşık 62 mil veya 100 kilometrelik bir yükseklik olarak tanımlanıyor. Aslında, hava ve uzaydaki standartları ve kayıtları takip eden kurum, Fédération Aéronautique Internationale, uzayın nerede başladığını tanımlamak için de bu rakamı kullanıyor.
McDowell, 100 kilometrelik yuvarlak sayının ardındaki düşüncenin, atmosferin değişkenliği nedeniyle sınırın tam olarak tanımlanamaması olduğunu söylüyor.
Ancak McDowell durumun bu olduğundan pek emin değildi. Bu nedenle, 2018’de Acta Astronautica dergisinde yayınlanan bir makalede Kármán çizgisinin tarihini ve hesaplamalarını yeniden inceledi . Von Kármán’ın orijinal hesaplamasının önceden düşünülenden daha doğru olduğunu ve atmosferik modellerde onlarca yıllık ilerlemeyle, değişkenliğin değişkenliğini buldu. muhtemelen orijinal 52 mil hesaplamasının sadece birkaç mili içindedir.
Kármán çizgisi uzayın tek olası kenarı mı?
McDowell, bazı bilim adamlarının Dünya ile uzay arasındaki sınırı tanımlamak için gezegenimizin yörüngesindeki bir uydunun yeniden girişte parçalandığı bölge gibi başka özellikler önerdiğini söylüyor. Mil olarak 50’lerde olan “Bu, yine 80’ler ila 90’lar kilometresi arasında çıkıyor” diyor.
Federal Havacılık İdaresi de dahil olmak üzere birçok ABD kurumu da sınır olarak genellikle 50 mili kullanır. FAA ve Hava Kuvvetleri aslında 50 mil yükseklikte uçanlara astronot kanatları veriyor. (Ancak, 2021’de FAA bir yolcunun ticari bir uzay görevine katkılarına ilişkin kriterler eklediğinden, ticari bir uçuştaki tüm yolcular kanatlarını kazanmayacaktır .)
Ancak NASA Görev Kontrolü farklı bir yaklaşım benimsiyor. Uzay ajansı, aerodinamik kaldırmaya odaklanmak yerine, dış uzaydan Dünya’nın hava sahasına yeniden giriş noktasını, yaklaşık 120 km’de atmosferik sürtünmenin fark edilir hale geldiği yer olarak tanımlar .
McDowell, bazılarının uzayın kenarı için düşünebileceği başka sınırlar olduğunu öne sürüyor. Biri, adını eski bir Amerikan havacılık tıbbı doktoru olan Harry G. Armstrong’dan alan Armstrong Limitidir; bu, bir insanın düşük atmosferik basınçtan bir uzay giysisi tarafından korunmadığı takdirde kanının kaynadığı yüksekliktir, yaklaşık 11 ila 12 mil yukarı.
McDowell, “Kriterin ne olması gerektiğine dair her türlü oyunu oynayabilirsiniz” diyor.
Bir diğeri daha çok şaka, diyor McDowell: Uzayda çığlık attığınızı kimsenin duyamayacağı Ripley Hattı . Bu sınırın rakımının “çok kaba” bir hesabı birkaç yüz mil olarak çıktı, diyor, “ama bu kolayca tamamen yanlış olabilir.”
Diğer gezegenlerde uzayın sınırı nerede?
McDowell, bir gezegenin nerede bittiği ve uzayın nerede başladığı sorusunun diğer dünyalar için tahmin edilebileceğini söylüyor. Mars gibi bir dünyada bir tür Kármán çizgisi olabilir, çünkü onun da bir atmosferi var (her ne kadar Dünya’nınkinden daha ince olsa da). Ancak örneğin ayın atmosferi yoktur. Yani bu tamamen uzayda olduğu anlamına mı geliyor? Veya göz önünde bulundurulması gereken farklı türde bir sınır, belki yerçekimsel bir sınır var mı?
“Gelecekte, bilirsiniz, Ay Şehri’ne sahip olduğumuzda ve siz Ay Şehri’nden ayın yörüngesine doğru havalandığınızda, hangi noktada yerel hava trafik kontrolünden derin uzay trafik kontrolüne teslim edileceksiniz?” diyor. Veya, “yerel bir uçuş veya yerel bir atletin ay yerçekimine çok yükseğe zıplaması ile uzay trafiği sayılan bir şey arasındaki farkı ne zaman düşünmeniz gerekiyor?”
İnsan uzay uçuşu için mevcut hedefler olan yerler için böyle bir sınır tanımlamanın pratik, lojistik nedenleri olsa da, McDowell net tanımlar oluşturmak için başka bir neden olduğunu söylüyor.
“Tanımlar, incelediğimiz nesneler hakkında nasıl düşüneceğimizi anlamamıza yardımcı oluyor” diyor. “Daha sonra sorularımızı farklı bir şekilde şekillendirmemize yardımcı oluyorlar. Bu kavramlar gelişir. Bir tür şey hakkında daha fazla şey anladıkça, onun hakkında soracak yeni sorular alıyoruz.”
