Amanecer … Visto desde arriba de la Línea KármánDetrás de esta definición aún controvertida se esconde una pregunta más difícil de lo que parece: ¿desde cuándo estamos “en el espacio”? ¿Dónde se detiene la aeronáutica para convertirse en vuelo espacial?
Theodore Von Kármán (1881-1963) es un matemático, ingeniero y físico nacido en Budapest. Pasó su carrera trabajando en física aerodinámica en Europa antes de emigrar a los Estados Unidos en la década de 1930, convirtiéndose luego en California en uno de los grandes físicos de los primeros vuelos supersónicos. Sin embargo, si muchas de sus obras y creaciones le sobreviven (es uno de los fundadores del famoso Jet Propulsion Laboratory), es más conocido por la famosa "Línea Kármán", que a menudo se define como el borde del espacio. Y sí, su nombre tiene acentos que todos olvidan.
Perdido en el espacio
Entonces, ¿cuándo estamos "en el espacio"? La pregunta ha animado debates durante casi un siglo, porque no es simple. De hecho, nuestra atmósfera no actúa como una burbuja: no hay una frontera física o una zona bien definida desde la que nos encontremos en el vacío espacial. La atmósfera es cada vez menos densa a medida que aumenta la altitud. A pocos kilómetros sobre el nivel del mar, el aire es irrespirable. La mayoría de aviones no vuelan por encima de los 13 km de altitud porque sus reactores necesitan oxígeno para asegurar su combustión. Los globos estratosféricos no se elevan por encima de los 50 km de altitud.Pero la atmósfera no termina ahí: está la mesosfera más allá, luego la termosfera, que se extiende desde aproximadamente 85 km hasta más de 650 km de altitud. Sí, incluso allí arriba, todavía hay algunas partículas en el aire. Y esto se extiende mucho más allá. En 2018, un estudio demostró que había moléculas atmosféricas muy raras alrededor … ¡la Luna, es decir, 384.000 kilómetros de la Tierra!
Un poco de matemáticas
Entonces no tenemos la respuesta a nuestra pregunta. ¿El "vacío espacial" dependería de la presión atmosférica? Von Kármán, que trabaja en aviones supersónicos, está buscando una definición él mismo y, por lo tanto, partirá de la fórmula para la sustentación: L = 1 / 2pv²SCl con L la sustentación, p la densidad del aire , v la velocidad del avión, S la superficie del avión y Cl el coeficiente de sustentación.Tenga la seguridad de que la fórmula no es muy importante. Es más bien la observación que la acompaña: al pilotar un avión y querer volar a mayor altitud, la densidad del aire disminuye, por lo que hay que aumentar la velocidad para mantener la misma sustentación (y evitar caer). ¿Sigues todavía? Bien. Excepto que en un punto, la densidad del aire será tan baja que al aumentar su velocidad, el avión ha llegado a lo que se llama la primera velocidad cósmica: está en órbita.
Bueno, la Línea Kármán es la altitud de pivote desde la que hay que alcanzar una velocidad orbital, alrededor de 28.500 km / h, para generar sustentación (y evitar caer). En otras palabras, es la altitud por encima de la cual se deja elaeronáutica para hablar de vuelos espaciales …
La Tierra vista desde la ISS, a una altitud de 400 km
Frontera turbo
Esa es una definición perfectamente aceptable, ¿no? Pero las cosas no son tan fáciles como parecen: ahora tenemos que encontrar esa altitud. Con base en sus cálculos, T. Von Kármán propuso inicialmente 83,6 km, lo que corresponde más o menos a mediciones establecidas posteriormente: a unos 85 km de altitud comienza la turbopausa, región donde los diferentes gases las atmósferas tienen dificultades para mezclarse entre sí. Desafortunadamente, al variar pequeños parámetros, el cálculo cambia y, por lo tanto, cambia la altitud. Es difícil que la “frontera del espacio” se base en números flotantes… ¡La comunidad exige un límite arbitrario! Von Kármán luego propuso 300,000 pies, o 91.5 km. Pero la altitud elegida favorece a un número redondo, más público en general:A 100 km sobre el nivel del mar, nació la “Línea Kármán”.Esta línea fue adoptada inmediatamente por la Fédération Aéronautique Internationale, que la utilizó para diferenciar la aeronáutica y la astronáutica. Para la FAI, incluso un vuelo parabólico sobre la Línea Kármán te convierte en astronauta. Del mismo modo, un cohete que envía una carga útil por debajo de la Línea Kármán realiza un vuelo atmosférico, mientras que por encima de ella se vuelve suborbital (para una parábola) u orbital. Desde entonces, esta frontera de 100 km ha sido de uso común y el público en general la considera un estándar. Sin embargo, debemos recordar que no tiene valor normativo, ¡lo que tiene algunas consecuencias!
Mientras tanto, al otro lado del Atlántico …
Estados Unidos, por ejemplo (una gran nación astronáutica si la hay) no usa la Línea Kármán como frontera espacial. Tanto por razones prácticas como políticas, este país ha optado por utilizar una frontera arbitraria a 50 millas sobre el nivel del mar, u 80,4 km. Esto también crea pequeños embrollos ya que es posible obtener las "alas" de un astronauta estadounidense sin ser reconocido internacionalmente como tal … Este es el caso notable de ciertos pilotos del avión estadounidense X -15, o tripulaciones del avión cohete Virgin Galactic dedicado al turismo suborbital.La propia definición de la Línea Kármán todavía se debate hoy, por lo que representa en términos de prestigio pero también en un marco legal (si un avión te sobrevuela en parábola a 85 km de altitud, ¿no? en el espacio internacional o en su espacio aéreo?). E incluso a nivel físico: la órbita circular más pequeña se aprobó este invierno a una altitud de 167 km, y el satélite japonés Tsubame solo pudo mantenerla gracias a sus motores porque ya hay demasiada fricción atmosférica.
¿Alguna vez tendremos que revisar la copia y cambiar la Línea Kármán? No es imposible. Pero desde el Sputnik, el espacio ya no es la última frontera …
