Gdzie jest granica kosmosu?

Gdzie zaczyna się przestrzeń kosmiczna?

Gdzie znajduje się granica oddzielająca przestrzeń powietrzną od przestrzeni kosmicznej? Debata na ten temat jest stara jak dzieje astronautyki, a rozwój turystyki suborbitalnej tylko ją zaognił.

Krótko. Od strony for­mal­nej, dla więk­szo­ści państw i insty­tu­cji kosmos roz­po­czyna się powyżej linii Kármána, czyli 100 km n.p.m. W opozycji stoi admi­ni­stra­cja ame­ry­kań­ska, przyj­mu­jąca pułap zaledwie 80,4 km (50 mil) n.p.m. Z kolei od strony fizycz­nej, nie istnieje żadna ostra bariera, choć więk­szość kry­te­riów pozwala uznawać za prze­strzeń kosmiczną już termosferę.

Problem defi­ni­cji prze­strzeni kosmicz­nej sięga dalej, niż tylko czysto aka­de­mic­kiego sporu toczo­nego przez fizyków i astro­no­mów. Zależnie bowiem od tego, czy mamy do czy­nie­nia jeszcze z prze­strze­nią powietrzną, czy już z obszarem kosmosu – obo­wią­zy­wać nas będzie inne prawo. Mówiąc naj­ogól­niej, latając w prze­strzeni powietrz­nej jakiegoś państwa, znaj­du­jemy się w obrębie jego tery­to­rium. Z kolei prze­strzeń kosmiczna, podobnie do morza otwar­tego, stanowi strefę wolną od jurys­dyk­cji lub zwierzch­nic­twa jakie­go­kol­wiek podmiotu. 

Ale to nie wszystko, bo przecież zależnie od tego, gdzie położymy granicę oddzie­la­jącą obie sfery, zależeć będzie status prze­by­wa­ją­cych tam pojazdów oraz ich pilotów. Krótko mówiąc, żeby określić, czy mamy do czy­nie­nia ze statkiem kosmicz­nym i astro­nautą, musimy ustalić czy rze­czy­wi­ście prze­by­wali oni w kosmosie.

Właśnie dlatego, żeby zapobiec zbędnym swarom (co i tak nie do końca się udało), prawo mię­dzy­na­ro­dowe oparło się o umowną, ale kon­kretną i łatwą do zapa­mię­ta­nia linię Kármána, wiszącą na wyso­ko­ści równych 100 kilo­me­trów. Zgodnie z powyż­szym, więk­szość państw i liczą­cych się insty­tu­cji – na czele z ONZ oraz Mię­dzy­na­ro­dową Fede­ra­cją Lotniczą (FAI) – traktuje wszystko powyżej tego pułapu jako domenę kosmosu.

Balon stratosferyczny
Co ciekawe, błękit nieba zaczyna ustę­po­wać kosmicz­nej czerni już w stra­tos­fe­rze. To zdjęcie zostało wykonane przez kamerę balonu World View, na wyso­ko­ści około 30 kilo­me­trów. Robi wrażenie, choć do prze­strzeni kosmicz­nej jeszcze daleka droga.

I na tym mogli­by­śmy zakoń­czyć sprawę, gdyby nie krnąbrni Ame­ry­ka­nie. Cała admi­ni­stra­cja Stanów Zjed­no­czo­nych, zaczy­na­jąc od NASA, przez Fede­ralną Agencję Lot­nic­twa (FAA), Narodową Służbę Oce­aniczną i Atmos­fe­ryczną (NOAA), aż po wojskowe Siły Powietrzne (Air Force) – zgodnie z własną tradycją, umiesz­cza granicę kosmosu na wyso­ko­ści 50 mil (80,4 km). W związku z tym, kon­se­kwent­nie, każdy ame­ry­kań­ski pilot, który wyściubi nos powyżej tej linii, może już ubiegać się o ofi­cjalne odzna­cze­nie United States Astro­naut Badge.

No dobrze, ale skąd akurat takie wartości? Dlaczego mówimy o pułapie 80–100 km, a nie np. 500 lub 1000 km nad powierzch­nią naszej planety? Czy prawna granica prze­strzeni kosmicz­nej w ogóle kore­spon­duje z obiek­tywną wiedzą naukową?

Wiele osób, słysząc pytanie o to, gdzie zaczyna się kosmos, intu­icyj­nie łączy odpo­wiedź z krańcem atmos­fery. Pomysł teo­re­tycz­nie nie naj­gor­szy, ale zawiera spory man­ka­ment. Mia­no­wi­cie, atmos­fera nie posiada żadnej wyraźnie zary­so­wa­nej krawędzi i wraz z wyso­ko­ścią, po prostu ulega powol­nemu roz­rze­dza­niu, bardzo płynnie prze­cho­dząc w mię­dzy­pla­ne­tarną próżnię (w której i tak roi się od roz­ma­itych cząstek).

Gdzie zaczyna się kosmos?

Żeby było jeszcze cie­ka­wiej, strzępy ziem­skich gazów można zare­je­stro­wać nawet kilka tysięcy kilo­me­trów od planety[1]. Będąc restryk­cyj­nym nale­ża­łoby zatem uznać, że więk­szość astro­nau­tów w rze­czy­wi­sto­ści nigdy nie wychy­liła się poza naj­bar­dziej zewnętrzne warstwy szeroko rozu­mia­nej atmosfery. 

Naj­lep­szy przykład stanowi sławna Mię­dzy­na­ro­dowa Stacja Kosmiczna, orbi­tu­jąca “zaledwie” 400 kilo­me­trów ponad naszymi głowami, a więc for­mal­nie pozo­sta­jąca w obrębie ter­mos­fery (90–500 km). A jednak, mimo wszystko ISS okre­ślana jest stacją “kosmiczną”, a jej loka­to­rzy noszą dumne miano “astro­nau­tów” – co jasno sugeruje, że tak naprawdę prze­strzeń kosmiczna zazębia się z wierzch­nią, i tak ledwie wyczu­walną częścią atmosfery.

Jeśli więc chcemy zary­so­wać jakąś wia­ry­godną i obiek­tywną linię kosmosu musimy bardziej się postarać i poszukać wyraź­niej­szych kry­te­riów. Możemy przy­kła­dowo argu­men­to­wać, że kosmos jest tam, gdzie gęstość gazów jest zbyt mała, aby prze­no­sić fale dźwię­kowe (160 km). Albo, powołać się na strefę, w której zaczyna domi­no­wać wiatr sło­neczny i inne nała­do­wane cząstki docie­ra­jące z głębi Układu Sło­necz­nego (120 km). Możemy też szukać naj­niż­szej możliwej orbity, gdzie statek z wyłą­czo­nym napędem będzie zdolny do przy­naj­mniej jednego okrą­że­nia planety (130 km). Ewen­tu­al­nie, pozo­staje nam wyzna­czyć wysokość, na której kon­struk­cja samolotu traci rację bytu, bo atmos­fera staje się zbyt roz­rze­dzona, aby umoż­li­wić tra­dy­cyjny lot.

Podobny pomysł do tego ostat­niego, wpadł do głowy wybit­nemu inży­nie­rowi i teo­re­ty­kowi lot­nic­twa, The­odo­rowi von Kár­mánowi. Tak, temu samemu, na cześć którego nazwano wspo­mnianą już linię. Uczony w połowie ubie­głego stulecia starał się obliczyć, na jakim pułapie prędkość, konieczna do uzy­ska­nia przez maszynę siły nośnej, staje się większa od pręd­ko­ści orbi­tal­nej[2]. Innymi słowy, pragnął ustalić, gdzie osta­tecz­nie kapi­tu­luje aero­nau­tyka, oddając pałeczkę inży­nie­rii kosmicz­nej. Co zabawne, według ory­gi­nal­nych prac Kármána punkt ten znajduje się na wyso­ko­ści 83 kilo­me­trów, czyli bliżej ame­ry­kań­skiej defi­ni­cji granicy kosmosu, niż for­mal­nej, mię­dzy­na­ro­do­wej linii Kármána.

Tak czy inaczej, więk­szość roz­wa­ża­nych przez różnych autorów opcji, każe nam szukać kosmicz­nego brzegu w podobnym miejscu – gdzieś między mezos­ferą i ter­mos­ferą. Biorąc to pod uwagę, zarówno umowna linia Kármána, jak i pro­po­zy­cja Ame­ry­ka­nów, mają swoje uza­sad­nie­nie i z czystym sumie­niem można je trak­to­wać jako przy­bli­że­nie rze­czy­wi­stej granicy roz­dzie­la­ją­cej prze­strzeń powietrzną od obszaru kosmosu.

Nie zmienia to oczy­wi­ście faktu, że tytuł “astro­nauty” jest obecnie tylko ety­kietką. Bez względu na to, czy jakiś kosmiczny turysta wzniósł się na wysokość 80, 100 czy 120 kilo­me­trów, sta­wia­nie go w jednym szeregu, choćby z uczest­ni­kami programu Apollo, byłoby równie nie­sto­sowne co nazy­wa­nie pasażera samolotu wete­ra­nem lotnictwa.

[+]
Total
0
Shares
Inne teksty