أين يبدأ الفضاء؟

إطلاق الفضاء مثير للمشاهدة والشعور. يقفز صاروخ من على الوسادة إلى الفضاء ، يهدر في طريقه إلى الأعلى ويخلق موجة صدمة من الصوت تهز عظامك (إذا كنت على بعد أميال قليلة). في غضون بضع دقائق ، دخلت الفضاء ، جاهزة لتسليم حمولات (وأحيانًا أشخاص) إلى الفضاء.

ولكن ، متى يفعل ذلك الصاروخ في الواقع أدخل الفراغ؟ إنه سؤال جيد ليس له إجابة محددة. لا توجد حدود محددة تحدد من أين يبدأ الفضاء. لا يوجد خط في الغلاف الجوي مع لافتة تقول: "الفضاء هو ذلك!"

الخط الفاصل بين الفضاء و "ليس الفضاء" يحدده الغلاف الجوي حقًا. هنا على سطح الكوكب ، إنه سميك بما يكفي لدعم الحياة. يرتفع الهواء تدريجياً عبر الغلاف الجوي ، ويصبح أرق تدريجياً. هناك آثار للغازات التي نتنفسها أكثر من مائة ميل فوق كوكبنا ، لكن في النهاية ، تنحسر كثيرًا بحيث لا تختلف عن فراغ الفضاء القريب. قامت بعض الأقمار الصناعية بقياس أجزاء صغيرة من الغلاف الجوي للأرض على مسافة تزيد عن 800 كيلومتر (ما يقرب من 500 ميل). جميع الأقمار الصناعية تدور فوق الغلاف الجوي بكثير وتعتبر رسميًا "في الفضاء". بالنظر إلى أن غلافنا الجوي رقيق للغاية تدريجيا وليس هناك حدود واضحة ، كان على العلماء أن يتوصلوا إلى "حدود" رسمية بين الغلاف الجوي و الفراغ.

اليوم ، التعريف المتفق عليه بشكل عام حول مكان بدء الفضاء هو حوالي 100 كيلومتر (62 ميل). يطلق عليه أيضًا خط فون كارمان. وفقًا لوكالة ناسا ، فإن أي شخص يطير على ارتفاع 80 كيلومترًا (50 ميلًا) في الارتفاع يعتبر عادةً رائد فضاء.

لمعرفة سبب صعوبة تحديد مكان بدء الفضاء ، ألق نظرة على كيفية عمل الغلاف الجوي. فكر في الأمر على أنه كعكة طبقة من الغازات. إنه أكثر سمكًا بالقرب من سطح كوكبنا وأرق في الأعلى. نحن نعيش ونعمل في أدنى مستوى ، ويعيش معظم البشر في الميل السفلي أو نحو ذلك في الغلاف الجوي. فقط عندما نسافر عن طريق الجو أو نتسلق الجبال العالية ندخل المناطق التي يكون فيها الهواء رقيقًا جدًا. أعلى جبال يصل ارتفاعها إلى ما بين 4،200 و 9،144 متر (14،000 إلى ما يقرب من 30،000 قدم).

تطير معظم طائرات الركاب على ارتفاع حوالي 10 كيلومترات (أو 6 أميال). حتى أفضل الطائرات العسكرية نادرًا ما ترتفع فوق 30 كم (98425 قدمًا). يمكن أن يصل ارتفاع بالونات الطقس إلى 40 كيلومترًا (حوالي 25 ميلًا) في الارتفاع. تشتعل النيازك بحوالي 12 كيلومترًا. يبلغ ارتفاع الأضواء الشمالية أو الجنوبية (العروض الشفقية) حوالي 90 كيلومترًا (~ 55 ميلًا). ال محطة الفضاء الدولية مدارات بين 330 و 410 كيلومترات (205-255 ميل) فوق سطح الأرض وفوق الغلاف الجوي. وهي أعلى بكثير من خط التقسيم الذي يشير إلى بداية الفضاء.

غالبًا ما يقسم علماء الفلك وعلماء الكواكب بيئة الفضاء "القريبة من الأرض" إلى مناطق مختلفة. هناك "مساحة جغرافية" ، وهي تلك المنطقة من الفضاء القريبة من الأرض ، ولكن بشكل أساسي خارج الخط الفاصل. ثم ، هناك مساحة "cislunar" ، وهي المنطقة التي تمتد إلى ما وراء القمر وتشمل كل من الأرض والقمر. أبعد من ذلك هو الفضاء بين الكواكب ، والذي يمتد حول الشمس والكواكب ، إلى الخارج حدود سحابة أورت. المنطقة التالية هي الفضاء بين النجوم (والتي تشمل المسافة بين النجوم). أبعد من ذلك الفضاء المجري والمساحة بين المجرات ، والتي تركز على الفراغات داخل المجرة وبين المجرات ، على التوالي. في معظم الحالات ، الفضاء بين النجوم والمناطق الشاسعة بين المجرات ليست فارغة حقًا. عادة ما تحتوي هذه المناطق على جزيئات الغاز والغبار وتشكل فراغًا بشكل فعال.

لأغراض القانون وحفظ السجلات ، يعتبر معظم الخبراء أن الفضاء يبدأ على ارتفاع 100 كيلومتر (62 ميلاً) ، خط فون كارمان. تم تسميته على اسم ثيودور فون كارمان ، وهو مهندس وفيزيائي عمل بكثافة في الملاحة الجوية والفضائية. كان أول من حدد أن الغلاف الجوي في هذا المستوى رفيع للغاية بحيث لا يدعم طيران الطيران.

هناك بعض الأسباب المباشرة لوجود مثل هذا التقسيم. إنه يعكس بيئة تستطيع فيها الصواريخ التحليق. من الناحية العملية للغاية ، يحتاج المهندسون الذين يصممون المركبات الفضائية إلى التأكد من قدرتهم على التعامل مع قسوة الفضاء. من المهم تحديد الفضاء من حيث السحب الجوي ودرجة الحرارة والضغط (أو عدم وجود فراغ في الفراغ) حيث يجب إنشاء المركبات والأقمار الصناعية لتحمل البيئات القاسية. لأغراض الهبوط بأمان على الأرض ، مصممو ومشغلو أسطول مكوك الفضاء الأمريكي قرر أن "حدود الفضاء الخارجي" للمكوكات على ارتفاع 122 كم (76 اميال). على هذا المستوى ، يمكن أن تبدأ المكوكات في "الشعور" بسحب الغلاف الجوي من بطانية الهواء على الأرض ، وهذا يؤثر على كيفية توجيهها إلى هبوطها. كان هذا لا يزال أعلى بكثير من خط فون كارمان ، ولكن في الواقع ، كانت هناك أسباب هندسية جيدة لتحديد المكوكات ، التي تحمل أرواحًا بشرية وتتطلب متطلبات أعلى للسلامة.

إن فكرة الفضاء الخارجي أمر أساسي للعديد من المعاهدات التي تحكم الاستخدامات السلمية للفضاء والأجسام الموجودة فيه. على سبيل المثال ، تمنع معاهدة الفضاء الخارجي (التي وقعت عليها 104 دولة وأقرتها الأمم المتحدة لأول مرة في عام 1967) الدول من المطالبة بأراضي ذات سيادة في الفضاء الخارجي. ما يعنيه هذا هو أنه لا يمكن لأي بلد أن يشترك في مطالبة في الفضاء وإبعاد الآخرين عنه.

وبالتالي ، أصبح من المهم تعريف "الفضاء الخارجي" لأسباب جيوسياسية لا علاقة لها بالسلامة أو الهندسة. تحكم المعاهدات التي تتذرع بحدود الفضاء ما يمكن أن تفعله الحكومات في أو بالقرب من الهيئات الأخرى في الفضاء. كما يوفر إرشادات لتطوير المستعمرات البشرية والبعثات البحثية الأخرى على الكواكب والأقمار والكويكبات.

تم توسيعه وتحريره بواسطة كارولين كولينز بيترسن.