Una delle domande che gli scienziati e la gente comune si sono sempre posti è se esiste un confine a forbice tra l'atmosfera e lo spazio. È noto che l'atmosfera diventa sempre più sottile man mano che raggiunge altezze lontane dalla superficie terrestre fino a scomparire. Tuttavia, esiste un limite atmosferico fondamentale ai fini aeronautici. Questo limite atmosferico è noto come Linea Kármán.
In questo articolo ti diremo tutto ciò che devi sapere sulla linea Kármán e sulla sua importanza.
caratteristiche principali
È noto che l'atmosfera non si esaurisce bruscamente ad una certa e definita quota. È stato scoperto che l'atmosfera diventa sempre più sottile con l'aumentare dell'altitudine. Per alcuni scienziati, l'atmosfera terrestre termina nell'area in cui si estendono gli strati più esterni della terra. Cioè, questi strati più esterni dell'atmosfera Sono conosciuti con il nome di termosfera ed esosfera. Se questo concetto fosse vero, l'atmosfera terrestre raggiungerebbe a circa 10.000 chilometri sul livello del mare.
La densità dell'aria diminuisce all'aumentare dell'altezza. Pertanto, a questo atteggiamento la densità dell'aria è così bassa che lo spazio esterno può già essere considerato. Un'altra definizione più impegnativa del confine dell'atmosfera considera che finisce dove la densità dell'atmosfera diventa più bassa. Questo è noto poiché la velocità che un aereo può acquisire per ottenere la portanza aerodinamica attraverso le ali e le eliche deve essere paragonabile alla velocità orbitale per quella stessa altezza. Con questi calcoli si può conoscere l'altezza delle ali con questi mezzi e non sono più validi per mantenere la nave. Quindi, Qui è dove finirebbe l'atmosfera e inizierebbe lo spazio.
Di fronte a queste preoccupazioni, è emersa la linea Kármán per scoprire quale sia il limite tra l'atmosfera e lo spazio.
Linea Kármán
La linea Kármán è stabilita come una definizione arbitraria basata su considerazioni di tipo aeronautico. Cioè, si può dire che è il limite che esiste tra l'atmosfera e lo spazio esterno per scopi aeronautici e astronautici. Anche se sostanzialmente naturale Non ci sono limiti in quanto tali ma scompaiono man mano che si avanza in altezza, ci sono vari interessi aeronautici e astronautici per stabilire la linea Kármán.
La definizione della linea Kármán è stata accettata dalla Federazione Aeronautica Internazionale. Questa federazione è incaricata di stabilire tutti gli standard internazionali e di riconoscerli record in aeronautica e astronautica. L'altitudine della linea Kármán è dell'ordine di 100 chilometri, ma i 122 chilometri servono per avere un riferimento. Il riferimento dalla linea di rientro del veicolo spaziale.
Linea di Kármán e strati dell'atmosfera
Per contestualizzare l'importanza della linea Kármán lì, per conoscere la sua posizione rispetto al resto degli strati dell'atmosfera. Abbiamo definito che la sua altezza è stata stimata essere più o meno ancora 100 chilometri sul livello del mare. Questa altitudine è stata imposta da Theodore von Kármán, da cui il nome. È stato stabilito calcolando l'altezza alla quale la densità dell'atmosfera diventa così bassa che la velocità di un aereo per raggiungere la portanza aeronautica utilizzando ali ed eliche deve essere paragonabile alla velocità orbitale di questa stessa altezza.
Ciò significa che al raggiungimento di questa altezza alla quale è stabilita la linea di Kármán, le ali non sarebbero più valide per mantenere la nave poiché la densità dell'aria è molto piccola. È noto che un aeroplano si sostiene da solo se si muove costantemente nell'aria. È grazie a questo che le ali generano portanza data la velocità di movimento nell'aria. Se l'aereo era fermo nell'aria, non potrebbe reggere poiché la densità non è sufficiente.
Più l'aria è rarefatta, più velocemente l'aereo deve andare per generare una portanza sufficiente per evitare di cadere. Ciò rende interessante conoscere il coefficiente di portanza dell'ala di un aereo per un dato angolo di attacco. Un oggetto rimane in orbita solo fino a quando la componente centrifuga della sua accelerazione è sufficiente per poter compensare la forza di gravità. Sappiamo che la gravità spingeva nella direzione della superficie terrestre, quindi l'oggetto necessita di una maggiore velocità di scorrimento orizzontale. Se questa velocità diminuisce, diminuirà anche la componente centrifuga e la gravità farà diminuire la sua altitudine fino alla caduta.
Conoscenza fisica
La velocità richiesta per l'equilibrio è chiamata velocità orbitale e varia con l'altezza dell'orbita. Per una navetta spaziale in orbita terrestre ha bisogno di una velocità orbitale di circa 27.000 chilometri all'ora. Nel caso di un aereo che sta cercando di volare più in alto, l'aria diventa meno densa e questo costringe l'aereo ad aumentare la sua velocità per creare portanza nell'aria.
Da lei si sa che la linea Kármán è un concetto molto relativo in termini di altitudine. Poiché il suo interesse è l'aerodinamica, non ha molto rigore scientifico. L'aria diventa semplicemente meno densa e finisce per avere una resistenza molto inferiore e raggiungere lo spazio esterno.
La linea Kármán è utilizzata come concetto relativo all'altitudine e rende utile aumentare la velocità di viaggio con il al fine di ottenere portanza aerodinamica o compensazione per la trazione della forza di gravità. Quando andiamo a fare pratica, vediamo che tutte queste considerazioni variano all'aumentare del raggio dell'orbita. Sappiamo che maggiore è il raggio di un'orbita abbiamo una minore attrazione gravitazionale. Ricordiamo che l'attrazione gravitazionale è la forza che la gravità esercita su un oggetto nella direzione della superficie terrestre. Tuttavia, è anche noto che vi è una maggiore accelerazione centrifuga a parità di velocità lineare.
Da essi si deduce che la linea di Kármán trascura questo effetto a causa della velocità orbitale per cui basterebbe poter mantenere qualsiasi assetto indipendentemente dalla densità dell'atmosfera.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sulla linea Kármán e sulle sue caratteristiche.