L'une des questions que les scientifiques et les gens ordinaires se sont toujours posées est de savoir s'il existe une frontière en ciseaux entre l'atmosphère et l'espace extra-atmosphérique. On sait que l'atmosphère devient de plus en plus fine à mesure qu'elle atteint des hauteurs loin de la surface de la terre jusqu'à ce qu'elle disparaisse. Cependant, il existe une limite atmosphérique fondamentale à des fins aéronautiques. Cette limite atmosphérique est connue sous le nom de Ligne Kármán.
Dans cet article, nous allons vous dire tout ce que vous devez savoir sur la ligne Kármán et son importance.
Caractéristiques principales
On sait que l'atmosphère ne s'arrête pas brusquement à une certaine altitude définie. Il a été constaté que l'atmosphère devient de plus en plus mince à mesure que l'altitude augmente. Pour certains scientifiques, l'atmosphère terrestre se termine dans la zone où s'étendent les couches ultrapériphériques de la Terre. Autrement dit, ces couches les plus externes de l'atmosphère Ils sont connus sous le nom de thermosphère et d'exosphère. Si ce concept était vrai, l'atmosphère terrestre atteindrait à environ 10.000 XNUMX kilomètres au-dessus du niveau de la mer.
La densité de l'air diminue à mesure que l'on augmente la hauteur. Par conséquent, à cette attitude, la densité de l'air est si faible que l'espace extra-atmosphérique peut déjà être envisagé. Une autre définition plus exigeante de la limite de l'atmosphère considère qu'elle se termine là où la densité de l'atmosphère devient la plus faible. Ceci est connu car la vitesse qu'un aéronef peut acquérir pour atteindre la portance aérodynamique au moyen d'ailes et d'hélices doit être comparable à la vitesse orbitale pour cette même hauteur. Avec ces calculs, la hauteur peut être connue par ces moyens pour les ailes et elles ne sont plus valables pour entretenir le navire. Donc, c'est là que l'atmosphère prendrait fin et que l'espace extra-atmosphérique commencerait.
Face à ces préoccupations, la ligne Kármán a émergé pour découvrir quelle est la limite entre l'atmosphère et l'espace extra-atmosphérique.
Ligne Kármán
La ligne Kármán est établie comme une définition arbitraire basée sur des considérations aéronautiques. En d'autres termes, on peut dire que c'est la limite entre l'atmosphère et l'espace extra-atmosphérique à des fins aéronautiques et astronautiques. Bien que sensiblement naturellement Il n'y a pas de limite en tant que telle mais elle disparaît au fur et à mesure que vous avancez en hauteur, il existe divers intérêts aéronautiques et astronautiques pour établir la ligne Kármán.
La définition de la ligne Kármán a été acceptée par la Fédération aéronautique internationale. Cette fédération est chargée d'établir toutes les normes internationales et de leur reconnaître les records en aéronautique et astronautique. L'altitude de la ligne Kármán est de l'ordre de 100 kilomètres, mais les 122 kilomètres servent à avoir une référence. La référence de la ligne de rentrée de l'engin spatial.
Ligne Kármán et couches de l'atmosphère
Pouvoir y mettre en contexte l'importance de la ligne Kármán, connaître sa position par rapport au reste des couches de l'atmosphère. Nous avons défini que sa hauteur était estimée à plus ou moins encore 100 kilomètres au-dessus du niveau de la mer. Cette altitude a été imposée par Theodore von Kármán, d'où son nom. Elle a été établie en calculant la hauteur à laquelle la densité de l'atmosphère devient si faible que la vitesse d'un avion pour réaliser une portance aéronautique à l'aide d'ailes et d'hélices doit être comparable à la vitesse orbitale de cette même hauteur.
Cela signifie qu'en atteignant cette hauteur à laquelle la ligne Kármán est établie, les ailes ne seraient plus valables pour entretenir le navire car la densité de l'air est très faible. Un avion n'est connu pour se maintenir que s'il se déplace constamment dans les airs. C'est grâce à cela que les ailes génèrent de la portance compte tenu de la vitesse de déplacement dans l'air. Si l'avion était stationnaire dans les airs, il ne pourrait pas tenir car la densité n'est pas suffisante.
Plus l'air est mince, plus l'avion doit aller vite pour générer suffisamment de portance pour éviter de tomber. Cela rend intéressant de connaître le coefficient de portance d'une aile d'avion pour un angle d'attaque donné. Un objet ne reste en orbite que tant que la composante centrifuge de son accélération est suffisante pour pouvoir compenser la force de gravité. Nous savons que la gravité a poussé en direction de la surface de la terre, donc l'objet a besoin d'une vitesse de défilement horizontal plus élevée. Si cette vitesse diminue, la composante centrifuge diminuera également et la gravité fera diminuer son altitude jusqu'à ce qu'elle tombe.
Connaissance physique
La vitesse requise pour l'équilibre s'appelle la vitesse orbitale, et elle varie avec la hauteur de l'orbite. Pour une navette spatiale en orbite terrestre, elle a besoin d'une vitesse orbitale d'environ 27.000 XNUMX kilomètres par heure. Dans le cas d'un avion qui essaie de voler plus haut, l'air devient moins dense et cela oblige l'avion à augmenter sa vitesse pour créer une portance dans l'air.
D'elle, on sait que la ligne Kármán est un concept très relatif en termes d'altitude. Son intérêt étant l'aérodynamique, il n'a pas beaucoup de rigueur scientifique. L'air devient simplement moins dense et finit par avoir une résistance beaucoup plus faible et atteindre l'espace extra-atmosphérique.
La ligne Kármán est utilisée comme un concept relatif à l'altitude et vaut la peine d'augmenter la vitesse de déplacement avec le afin d'obtenir une portance aérodynamique ou une compensation de la traction de la force de gravité. Lorsque nous nous entraînons, nous voyons que toutes ces considérations varient à mesure que le rayon de l'orbite augmente. Nous savons que plus le rayon d'une orbite est grand, nous avons moins d'attraction gravitationnelle. Nous rappelons que l'attraction gravitationnelle est la force exercée par la gravité sur un objet en direction de la surface terrestre. Cependant, on sait également qu'il existe une accélération centrifuge plus élevée pour la même vitesse linéaire.
D'eux il est extrait que la ligne Kármán néglige cet effet en raison de la vitesse orbitale pour qu'il suffise de pouvoir maintenir n'importe quelle attitude quelle que soit la densité de l'atmosphère.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en savoir plus sur la ligne Kármán et ses caractéristiques.