Karmanova linija

 

Karmanova linija se nalazi na visini od 100 km iznad površine mora i obično se koristi za definisanje granice između Zemljine atmosfere i svemira. Tu definiciju je prihvatila i međunarodna organizacija za donošenje standarda i beleženje rekorda (Federation Aeronautique Internationale) u aeronautici (do 100 km od Zemljine površine) i astronautici (iznad 100 km). Zbog veoma razređenog vazduha iznad te linije ne mogu da lete avioni (zbog gubitka aerodinamičke potpore), već isključivo letelice na raketni pogon (može se govoriti o letu u svemir).

Linija razgraničenja nazvana je po inicijatoru njenog uvođenja u upotrebu, Teodoru fon Karmanu (1881–1963), mađarsko-američkom inženjeru i fizičaru koji se bavio istraživanjima u oblastima aeronautike i astronautike. On je pedesetih godina XX veka ustanovio da se linija razdvajanja atmosfere i svemira nalazi na visini gde gustina atmosfere postaje suviše mala da bi avioni mogli da lete (što je vazduh ređi, avion mora brže da se kreće da bi ostvario dovoljan potisak da ostane u vazduhu). Karman je izračunao da je ta visina oko 100 km i da bi letelica morala da se kreće brže od orbitalne brzine da bi ostvarila dovoljan aerodinamički potisak za let. Tako avionu koji leti sve više i više razređeni vazduh daje sve manje potiska, što zahteva sve veću brzinu da bi se ostvario dovoljan potisak da on ostane u vazduhu, i na određenoj visini avion mora da leti toliko brzo da dostiže orbitalnu brzinu. Naime, svemirska letelica može ostati u orbiti oko Zemlje samo ako je centrifugalna komponenta njenog kretanja dovoljna da uravnoteži privlačnu silu gravitacije. Ako bi se kretala sporije, sila gravitacije bi postepeno dovela do smanjenja njene visine. Potrebna brzina kretanja naziva se orbitalna brzina i ona varira sa visinom orbite. Za Međunarodnu svemirsku stanicu (koja se nalazi na visini od 330 do 430 km) ili svemirski brod u niskoj Zemljinoj orbiti, orbitalna brzina je oko 27000 km∕h.

 

karmanova linija slika

 

Koncept Karmanove linije je visina gde je potrebna brzina letenja jednaka orbitalnoj brzini. Izračunata visina nije bila tačno 100 km, ali je Karman predložio da ta vrednost bude granica sa svemirom zato što se okrugli broj lakše pamti, kao i zbog toga što izračunata visina varira u zavisnosti od promene određenih parametara Zemljine atmosfere (doba dana i godine, magnetnog indeksa, solarnog fluksa). Na visini od 100 km gustina vazduha je oko 1∕2200000 njegove gustine na nivou mora, koja iznosi 1,2 kg∕m3.