Frage:
Wie weit muss man von der Erde entfernt sein, um "im Weltraum" zu sein?
James Jenkins
2013-09-22 17:10:23 UTC
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Laut einem kürzlich erschienenen Artikel versucht eine Gruppe von USC-Studenten, eine Rakete "in den Weltraum" mit einer geplanten Höhe von 62 Meilen zu starten. Wenn sie "die erste Gruppe von Studenten sind, die erfolgreich eine Rakete in den Weltraum abfeuert",

Da sich die ISS auf einer Höhe von etwa 250 Meilen befindet und Wetterballons eine Höhe von 25 Meilen oder mehr erreichen, scheint der Weltraum zu beginnen irgendwo zwischen diesen beiden Höhen. Wo beginnt "Raum"?

Man könnte sagen, dass sich die Erde im Weltraum befindet. Die Rockgruppe Foreigner sagt "Ich habe eine Fahrt auf einem vorbeiziehenden Stern gestohlen" (umkreist die Sonne).
Fünf antworten:
#1
+24
TildalWave
2013-09-22 18:13:59 UTC
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Wir sind "im Raum" , tatsächlich ist alles, was existiert und physisch präsent ist. Was wir damit normalerweise meinen, ist die Beschreibung von "Weltraum" -Bedingungen im nahen (oder harten) Vakuum, bei denen der atmosphärische Druck bereits niedrig genug ist, um die Materie anders zu beeinflussen als unter echten atmosphärischen Bedingungen, beispielsweise bei atmosphärischer Druck unter Dreifachpunkt von Wasser. Aber wo "Weltraum" beginnt, wie Sie vielleicht jetzt erwarten, ist Ansichtssache und es gibt keine klare Linie zu ziehen. Zum Beispiel hat Wikipedia über den Weltraum Folgendes zu sagen:

Es gibt keine feste Grenze, an der der Weltraum beginnt. Die Kármán-Linie in einer Höhe von 100 km über dem Meeresspiegel wird jedoch üblicherweise als Beginn des Weltraums in Weltraumverträgen und zur Führung von Luft- und Raumfahrtaufzeichnungen verwendet.

Die Kármán-Linie, benannt nach dem ungarisch-amerikanischen Ingenieur und Physiker Theodore von Kármán, ist die theoretische Höhe, in der die Erdatmosphäre für Luftfahrtzwecke zu dünn wird. Dies ist jedoch nur eine willkürlich festgelegte Grenze, und wo "Weltraum" beginnt, könnte auch anders definiert werden, beispielsweise durch den erwähnten atmosphärischen Druck, aus dem Wasser direkt sublimieren kann Eis-Gas-Phase ohne den Übergang zu einer Flüssigkeit zuerst. Wieder zitiert Wikipedia, diesmal zu den Dreifachpunkten von Wasser:

Der Gas-Flüssig-Feststoff-Dreifachpunkt von Wasser entspricht dem Mindestdruck, bei dem flüssiges Wasser kann existieren. Bei Drücken unterhalb des Tripelpunkts (wie im Weltraum) wird festes Eis, wenn es auf konstanten Druck erhitzt wird, in einem als Sublimation bekannten Prozess direkt in Wasserdampf umgewandelt.

Da ist es also wieder, erwähnt, wo der "Weltraum" beginnt. Und es könnte natürlich auch auf andere Weise definiert werden. Zum Beispiel, durch welche willkürlichen atmosphärischen Grenzen wir am Rand einer Höhe, die wir als atmosphärische Schichten mit einem anderen Begriff bezeichnen, unterschiedliche atmosphärische Bedingungen bezeichnen, möglicherweise am Rand von Stratosphäre und Mesosphäre bei 50 km? Nochmals unter Angabe von Wikipedia über Unsicherheiten der Mesosphäre:

Die Mesosphäre liegt über der maximalen Höhe für Flugzeuge und unter der minimalen Höhe für Orbitalraumfahrzeuge. Es wurde nur durch den Einsatz von Raketen erreicht. Infolgedessen ist es der am wenigsten verstandene Teil der Atmosphäre. Das Vorhandensein von roten Sprites und blauen Jets (elektrische Entladungen oder Blitze in der unteren Mesosphäre), nachtleuchtende Wolken und Dichtescheren in der schlecht verstandenen Schicht ist von aktuellem wissenschaftlichem Interesse.

Daher wird erneut darauf hingewiesen die Kármán-Linie, gibt uns aber einen zusätzlichen Hinweis darauf, dass "Weltraum" genauso gut dadurch definiert werden kann, wo atmosphärische Wetterphänomene aufhören. Dies könnte wirklich ewig so weitergehen, also werde ich mit diesen drei Beispielen aufhören.

Wir können jedoch einige Schlussfolgerungen ziehen:

  • Erstens scheint es das international akzeptierte zu sein Der Standard für die Definition, wo "Weltraum" tatsächlich beginnt, ist die Kármán-Linie in einer Höhe von 100 km über dem Meeresspiegel, auf die wir uns sicher geeinigt haben Verträge, nämlich der Weltraumvertrag, der auf dieser Definition basiert.
  • Zweitens ist jede Grenze, an der der "Weltraum" beginnt, ausschließlich willkürlich und kann je nach Ihren eigenen Definitionen und Ihrem Anwendungsfall variieren.
  • Und schließlich, dass wir uns noch nicht auf eine dieser willkürlichen Vorstellungen geeinigt haben, wo "Weltraum" beginnt, wäre dies auch auf die atmosphärischen Bedingungen anderer Himmelskörper anwendbar. Das heißt, In welcher Höhe als "Weltraum" über der Erde betrachtet wird, gilt dies nicht gleichermaßen für die Grenze, die beispielsweise für die Marsatmosphäre mit atmosphärischer Oberfläche gilt Druck im Durchschnitt nur geringfügig größer als der Wasser-Tripelpunkt oder nur etwa 0,6% des mittleren Meeresspiegeldrucks der Erde.
  • Ich würde eine Definition als außerhalb eines atmosphärischen Widerstands der Erde vorschlagen, was bedeuten würde, dass sich die ISS nicht in diesem "Raum" befindet (vielleicht der Übergang von Thermosphäre zu Exosphäre in 700 km Höhe?), Aber es scheint nicht etabliert genug zu sein, um habe sogar einen Namen. Eine andere Grenze für einen "inneren Raum" wie im nicht interplanetaren Raum wäre der cislunare oder geozentrische Raum und würde bis zum Punkt Erde-Mond-Lagrange reichen. Dies hat einige praktische Bedeutung für die Raumfahrt und ist etwas etabliert.
    Diese Grenze zwischen Thermosphäre und Exosphäre wird _ [Thermopause] (https://en.wikipedia.org/wiki/Thermopause) _ (oder _exobase_) genannt. Aber ja, Sie haben Recht, wo der Weltraum beginnt, könnte man auch dort definieren.
    Welche Höhe entspricht also dem Tripelpunkt des Wassers?
    "Drücke unter dem Tripelpunkt (wie im Weltraum)" bedeutet nicht, dass der Weltraum an dem Punkt beginnt, an dem der Druck unter dem Tripelpunkt liegt.
    #2
    +7
    Everyone
    2013-09-22 19:03:42 UTC
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    Gleichzeitig mit der Antwort von TildalWave sage ich auch 'Karman-Linie' ( 100 Kilometer über dem Meeresspiegel der Erde ). Abgesehen von der Tatsache, dass die K-Linie gesetzlich anerkannt ist, wird eine alternative Definition von "im Weltraum" in demselben Wikipedia-Artikel

    ... jedem Fahrzeug unter behandelt Diese Höhe müsste sich schneller als die Umlaufgeschwindigkeit bewegen, um einen ausreichenden aerodynamischen Auftrieb aus der Atmosphäre abzuleiten, um sich selbst zu stützen, wobei die Zentrifugalkraft vernachlässigt wird. ...

    #3
    +7
    LoveForChrist
    2020-06-05 13:14:31 UTC
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    Der Beginn von Weltraum und Raumfahrt ist schwer zu klassifizieren, da die Grenze zwischen einer Atmosphäre und dem Vakuum des Weltraums sehr fließend ist. Eine Raumgrenze ist danach zu definieren, was man für Luft und Raum hält / was man in diesen Angelegenheiten für wichtig hält. Die Weltraumgrenze kann eher eine Luftdruckgrenze als eine Höhengrenze sein und sollte für alle Himmelskörper gelten.

    Eine der folgenden Höhen und Drücke kann als Grenze zwischen einer Atmosphäre und dem Weltraum festgelegt werden. zwischen Luft- und Raumfahrt (einige davon basieren auf meiner persönlichen Erfahrung in der Raumfahrt in Orbiter2016):

    60,3 Fuß (18,3 km) Die Armstrong-Grenze, oberhalb derer der Außenluftdruck so niedrig ist, dass Sie einen Druckanzug (wie einen Raumanzug) benötigen. Wasser würde bei der Temperatur Ihres Körpers kochen. Ihr Körper betrachtet den Raum über der Armstrong-Linie als Vakuum und Sie können ohne Druckanzug oder Kabine nicht mehr überleben. 90% der Masse der Erdatmosphäre befindet sich unter Ihnen. Die FAA-Luftraumgesetzgebung endet an der Armstrong-Grenze. Der Himmel wird bereits über 60.000 Fuß sehr dunkel und Sie würden mittags die hellsten Sterne und Planeten sehen. Die Armstrong-Grenze markiert den Beginn von Nearspace , einem Übergangsbereich zwischen Luftraum und Weltraum. Wenn Sie es bereits als Weltraumgrenze betrachten, würden die folgenden Himmelskörper als Körper mit Atmosphären gelten: Venus, Erde, Titan und die vier Gasriesen.

    35 km (115.000 ft) Der Dreifachpunkt des Wassers. Oberhalb dieser Höhe kann Wasser draußen nicht mehr in flüssigem Zustand existieren. Wassereis würde sublimieren (verdampfen) und nicht schmelzen. Der Tripelpunkt von Wasser hat einen Druck von etwa 611,7 pa (0,088 psi). In dieser Höhe befindet sich auch die obere Grenze der Ozonschicht, über der sich ein kleiner Block UV-Strahlung befindet. Oberhalb dieser Höhe ist der Himmel komplett schwarz und wird nicht mehr schwärzer. Sie würden alle hell genug Sterne und Planeten am Mittag sehen (wie der Orion im Sommer). Düsenflugzeuge können nicht mehr nivelliert fliegen und der Höhenrekord für ein Düsenflugzeug liegt bei einer MiG-25M, die etwa 2,5 km über dieser Höhe liegt. Wenn Sie den Druck des Tripelpunkts des Wassers als Raumgrenze betrachten, müssen Sie den Mars zur Liste der Körper mit beträchtlicher Atmosphäre hinzufügen.

    51,5 km (32 Meilen) stark > Die Stratopause (Stratosphäre-Mesosphäre-Grenze). Die Temperatur hört auf zu steigen und nimmt mit der Höhe ab. Oberhalb von 32 Meilen fällt der Luftdruck unter 0,01 psi. Wenn Sie diese oder eine niedrigere Höhe als Weltraumgrenze betrachten, beachten Sie, dass Yuri Gagarin nicht der erste Mann im Weltraum für Sie war. Der erste Mann im Weltraum wäre der amerikanische Pilot Joseph Walker, der am 30. März 1961, wenige Tage vor Gagarins Raumfahrt, auf der X-15 etwas mehr als 32 Meilen erreichte.

    61 km (200.000 ft) Wie ich aus dem Flug im Orbiter2016 über dieser Höhe schließe, fällt der Druck unter 0,003 psi. Dort ist es so leise, dass man es nicht mehr hören kann, es gibt keinen Ton und man ist oberhalb dieser Höhe im Wesentlichen taub. Nur draußen, da der Schall natürlich immer noch durch Ihr Raumschiff wandern würde. Ebenfalls oberhalb von ca. 200.000 Fuß beginnt die Ionosphäre. Ballonflug ist nicht mehr möglich. Der höchste unbemannte Ballon erreichte eine Höhe von 53 km und der höchste bemannte Ballon (geflogen von Alan Eustace) erreichte 41,5 km. Oberhalb von 200.000 Fuß können Sie in Ihrem Raumflugzeug schwerelos werden, ohne das Joch drücken zu müssen. Siehe diese Antwort zur Verdeutlichung.

    71 km (230.000 ft) Dies ist ungefähr das niedrigste Perigäum, das ich im Orbiter2016 erreicht habe und das die Erde weiter umkreist. Die Umlaufbahn änderte sich nicht viel, sie blieb ziemlich stabil.

    80,47 km (50 mi) Dies ist die von der NASA, der USAF und der FAA definierte Weltraumgrenze. Es ist die Mesopause (Mesosphäre-Thermosphäre-Grenze): Die Temperatur hört auf zu sinken und steigt wieder an. Der Druck fällt unter 1 Pa / 0,00015 psi über dieser Höhe. Es ist definiert als der Ort, an dem Sie mehr Anstrengungen in den raketengetriebenen Flug als in den Luftauftrieb investieren müssen. Die Astrodynamik übernimmt die Aerodynamik in dieser Höhe. Wenn Sie die Raumgrenze hier betrachten, müssen Sie Pluto, Eris und Triton zu Himmelskörpern hinzufügen, die eine beträchtliche Atmosphäre haben.

    83,6 km (51,9 mi) Theodore von Kármán berechnete dies In dieser Höhe wird die Atmosphäre zu dünn, um den Luftfahrtflug zu unterstützen.

    85,3 km (53 Meilen) Hier beginnt mein Raumschiff im Orbiter2016 zu leuchten, wenn es aus der Umlaufbahn zurückkehrt . Ich nehme an, das Space Shuttle begann auch in dieser Höhe zu leuchten. In dieser Höhe erhalte ich wieder die Ruderkontrolle.

    91,5 km (57 mi) Die ursprüngliche Kármán-Linie: Die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zur Erzeugung eines Auftriebs muss die Umlaufgeschwindigkeit sein. Der aerodynamische Auftrieb beträgt 2%, während 98% des Fahrzeuggewichts durch die Zentrifugalkraft getragen werden. Während kreisförmige Umlaufbahnen in dieser Höhe unmöglich sind, kann ein Raumschiff in einer elliptischen Umlaufbahn ein Perigäum bei 230.000 Fuß erreichen und es ziemlich stabil bleiben.

    100 km (62,14 mi) Was ist Derzeit als Kármán-Linie bezeichnet und von der FAI als Weltraumgrenze festgelegt. Es ist nur der nächstgelegene Doppel-0-Wert in metrischen Einheiten, um die "Kárman-Linie" "einprägsamer" zu machen, da keine physikalischen Eigenschaften zugrunde liegen.

    105 km In Orbiter2016 beginnt das Gravimeter meines Raumfahrzeugs beim Wiedereintritt aus der Umlaufbahn (oder bei einer elliptischen Umlaufbahn mit einem so niedrigen Perigäum) eine größere g-Kraft um diese Höhe zu messen.

    118 km (73 mi) Zitat aus Wikipedia 1: "2009 berichteten Wissenschaftler über detaillierte Messungen mit einem Supra-Thermal Ion Imager (einem Instrument, das die Richtung und Geschwindigkeit von misst) Ionen), wodurch sie eine Grenze in 118 km Höhe über der Erde festlegen konnten. Die Grenze stellt den Mittelpunkt eines allmählichen Übergangs über mehrere zehn Kilometer von den relativ sanften Winden der Erdatmosphäre zu den heftigeren Strömen geladener Teilchen dar im Weltraum, der Geschwindigkeiten von weit über 268 m / s erreichen kann. "

    120 km (75 mi) Hier befindet sich Orbiter 2016 erfährt mein Raumschiff beim Wiedereintritt aus der Umlaufbahn einen erheblichen Luftwiderstand. Wenn Sie die Weltraumgrenze auf dieser Höhe oder höher festlegen, müssen Sie Io in die Liste der Körper mit beträchtlicher Atmosphäre aufnehmen.

    122 km (400.000 Fuß) Wiedereintrittshöhe der NASA für das Space Shuttle, definiert als Beginn eines signifikanteren Luftwiderstands.

    150 km (93 mi) Oberhalb dieser Höhe ist eine stabile Kreisbahn möglich.

    700 km (450 mi) Die Thermopause / Exobase (Ende der Kollisionsatmosphäre). Oberhalb dieser Höhe wird die Atmosphäre zu einer Exosphäre, die sich nicht mehr wie Gas verhält. Die Moleküle kollidieren nicht miteinander und werden durch Sonnenwind von der Erde weg zerstreut, wodurch die Fluchtgeschwindigkeit erreicht wird. Wenn Sie dies als Raumgrenze betrachten, müssen Sie Callisto in die Gruppe der Körper mit beträchtlicher Atmosphäre aufnehmen. Sie müssten auch nur die folgenden Flüge als Raumflüge klassifizieren: Gemini 10, Gemini 11, Apollo 8 und Apollo 10-17. Alle anderen Raumflüge würden nicht als solche gelten.

    10.000 km (6.214 mi) Ende der Exosphäre. Oberhalb dieser Höhe herrscht ein absolutes Vakuum. Wenn Sie dies als Weltraumgrenze betrachten, müssten Sie nur Apollo 8 und Apollo 10-17 als Raumflüge zählen.

    35.786 Kilometer (22.236 Meilen) Geostationäre Umlaufbahn. Während dies nichts mit Luftdruck / -dichte und Vakuum zu tun hat, haben einige äquatoriale Länder ein gesetzliches Recht auf dem Territorium bis zur Höhe der geostationären Umlaufbahn geltend gemacht Raumgrenze. Die für mich am wenigsten plausiblen sind die auf 100 km und die auf der geostationären Umlaufbahn, aus den oben genannten Gründen.

    Obwohl die Informationen interessant sind, denke ich nicht, dass dies die Frage beantwortet, außer "es ist willkürlich" zu sagen, während die Antwort von @Tildal's die international vereinbarte Höhe angibt. Auch Referenzen bitte
    @RoryAlsop Ich würde nicht sagen, dass die FAI-Grenze international vereinbart ist. Wie geschrieben, verwenden die USA die 50-Meilen-Grenze und die NASA verwendet auch eine Wiedereintrittshöhe von 400.000 Fuß. Es gibt keine offizielle internationale Grenze, und die FAI-Grenze ist aus den angegebenen Gründen nicht gut. Ich kann das Armstrong-Limit verknüpfen, aber einige der Höhen, die ich selbst herausgefunden habe, während andere (wie die Thermopause) nicht verknüpft werden müssen. Der Link zu Wikipedia bezüglich der 118 km langen Grenze erwähnt andere mögliche Weltraumgrenzen.
    Nützliche Zusammenfassung der verschiedenen Grenzwerte, +1
    @OrganicMarble Vielen Dank. Wenn jemand eine andere Höhen- / Druckgrenze herausfindet, die als Raumgrenze angesehen werden könnte, kann er diese meiner Antwort hinzufügen.
    Sie können nicht knapp unterhalb der Armstrong-Grenze bei 18,3 km überleben, ohne dass ein Anzug reinen Sauerstoff atmet. Die maximale Höhe zum Einatmen von reinem Sauerstoff ohne Anzug ist niedriger und liegt zwischen 11.900 m und 15.000 m. Knapp unterhalb der Armstrong-Grenze sind die Lungen mit 99% Wasserdampf und nur 1% Sauerstoff gefüllt.
    @Uwe Sie benötigen eine Sauerstoffmaske, aber keinen Druckanzug. Über 60.000 Fuß kann man nicht nur mit einer Sauerstoffmaske überleben.
    @LoveForChrist Sie liegen falsch. Das Einatmen von reinem Sauerstoff mit einem Druck unter etwa 0,1 bar unterstützt das Leben nicht.
    @Uwe Sie haben insofern Recht, als Sie selbst bei reinem Sauerstoff unter 0,1 bar eine Sauerstoffmaske benötigen würden, aber das ist eine andere Geschichte als bei der Armstrong-Linie. Sie brauchen immer noch keinen Druckanzug.
    #4
    +6
    Mark
    2014-05-31 09:41:04 UTC
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    Um allen anderen zu widersprechen, benutzte die US Air Force eine Höhe von 50 Meilen, als sie Piloten der X-15 das Astronaut Badge verlieh.

    Heh, Sie widersprechen dem nicht wirklich und bestätigen eher den willkürlich definierten Grenzpunkt. Sogar das gleiche Astronautenabzeichen wird jetzt an Militärpiloten vergeben, die die Kármán-Linie überschritten haben, und die 50-Meilen-Anforderung stammte aus den 60er Jahren, die vom Nationalen Beratungsausschuss für Luftfahrt (NACA) festgelegt wurde. Wird auch in der Antwort auf [Was war das erste künstliche Objekt, das den Weltraum betrat?] Erklärt (http://space.stackexchange.com/a/3066/49).
    Die US Air Force hat das getan, um alle anderen unter Vertrag zu nehmen? Meine Güte! ;-);
    #5
    +4
    adch99
    2014-05-29 19:33:41 UTC
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    Der Weltraum beginnt an der Kármán-Linie (korrekt angegeben durch @TildalWave). Dies wurde von der Fédération Aéronautique Internationale (FIA) akzeptiert. Zitat Wikipedia:

    Die Kármán-Linie oder Karman-Linie liegt auf einer Höhe von 100 Kilometern über dem Meeresspiegel der Erde und stellt üblicherweise die Grenze dar zwischen der Erdatmosphäre und dem Weltraum. Diese Definition wird von der Fédération Aéronautique Internationale (FAI) akzeptiert, einer internationalen Normungs- und Aufzeichnungsstelle für Luft- und Raumfahrt.

    Aber sie ist nicht stark > wo atmosphärische Wetterphänomene aufhören. Wetterphänomene hören typischerweise in der Thermosphäre auf, die 8 bis 15 km über der Erde (18 km über dem Äquator) liegt, aber es gibt stratosphärische Wetterphänomene, z. Perlmutt- oder polare stratosphärische Wolken, die sich bis zu 25 km über dem mittleren Meeresspiegel bilden können. Das ist jedoch weit unterhalb der Kármán-Linie, 100 km über der Erdoberfläche.

    Diese Antwort könnte verbessert werden, indem der Abschnitt über das Wetter erweitert und zuverlässige Referenzen für die Daten bereitgestellt werden.
    Ich denke du meinst die Troposphäre, nicht die Thermosphäre. Die Karman-Linie selbst liegt in der Thermosphäre, ebenso wie viele erdnahe Umlaufbahnen (einschließlich beispielsweise der ISS). Die Troposphäre befindet sich vom Boden bis zur Tropopause und ist der Ort, an dem die meisten Wetterphänomene auftreten.
    Nächtliche Lumineszenzwolken befinden sich in der Mesosphäre, die etwa 80 km hoch ist und an der die US-Raumgrenze liegt. https://en.wikipedia.org/wiki/Noctilucent_cloud


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