เส้นคาร์มาน

บรรยากาศของโลกที่ถ่ายจากสถานีอวกาศนานาชาติ เส้นสีส้มจากการเรืองแสงของบรรยากาศ อยู่ที่ระดับความสูงที่สูงกว่าเส้นคาร์มานเล็กน้อย (140–170 กม.)

ชั้นบรรยากาศต่าง ๆ ของโลก

เส้นคาร์มาน (อังกฤษ: Kármán Line) เป็นเส้นแบ่งระหว่างชั้นบรรยากาศของโลกกับอวกาศซึ่งกำหนดโดยสหพันธ์กีฬาทางอากาศระหว่างประเทศ (Fédération aéronautique internationale) ตั้งชื่อตามเทโอโดเรอ ฟ็อน คาร์มาน (Theodore von Kármán) นักวิทยาศาสตร์ โดยเส้นคาร์มันอยู่ที่ระดับความสูง 100 กิโลเมตรเหนือระดับน้ำทะเล

คำจำกัดความ

FAI ใช้คำว่า เส้นคาร์มาน เพื่อกำหนดขอบเขตระหว่างการบินและอวกาศ

• วิชาการบิน (Aeronautics) : เพื่อกิจกรรมทางอากาศ รวมถึงกีฬาทางอากาศทุกประเภท ในระดับความสูงน้อยกว่าความสูง 100 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก
• วิทยาศาสตร์การบินอวกาศ (Astronautics) : เพื่อกิจกรรมที่ระดับความสูงมากกว่า 100 กิโลเมตรจากพื้นผิวโลก

ประวัติ

เทโอโดเรอ ฟ็อน คาร์มาน เป็นคนแรกที่คำนวณระดับความสูงที่บรรยากาศบางเกินไปที่จะรองรับการบินอยู่ที่ 83.6 กม.

โจนาธาน แมคโดเวล นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอเมริกัน เสนอให้เส้นคาร์มานอยู่ที่ระดับความสูงที่ 80 ±10 กม.

นั่นเป็นอีกครั้งที่ปรากฎว่าอยู่ในช่วง 80 ถึง 90 กิโลเมตร

— แมคโดเวล

หลังจากไปถึงระดับความสูง 80 กม. ยานมีแนวโน้มที่จะโคจรรอบโลกต่อไป ในขณะที่ต่ำกว่า 80 กม. แรงดึงดูดภายในชั้นบรรยากาศจะลากวัตถุกลับลงมาที่พื้นผิวโลก

มีการเสนอตัวเลขอื่นๆ สำหรับขอบเขตระหว่างชั้นบรรยากาศและอวกาศ ในช่วงต้นทศวรรษ 1960 สหพันธ์กีฬาทางอากาศระหว่างประเทศ ได้ใช้ขอบเขต 100 กม. ไม่ว่า FAI จะอาศัยข้อโต้แย้งทางเทคนิคของ ฟ็อน คาร์มาน หรือเลือกระดับความสูงที่ 100 กม. โดยพลการ ถือเป็นประเด็นขัดแย้งทางประวัติศาสตร์ การประชุมอีกประการหนึ่งคือการจำกัดระยะทาง 80 กม. ซึ่งเป็นการประมาณการที่ได้รับการสนับสนุนจาก NASA, สำนักบริหารการบินแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา และ กองทัพอากาศสหรัฐอเมริกา ดูเหมือนว่าจะถูกเลือกให้เป็น 100 กม.

คำนิยาม

บรรยากาศไม่ได้สิ้นสุดลงอย่างกะทันหันที่ความสูงใดๆ แต่จะค่อยๆจางลงตามระดับความสูง นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับการกำหนดชั้นต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นพื้นที่รอบโลก (และขึ้นอยู่กับว่าชั้นเหล่านี้ถือเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศจริงหรือไม่) คำจำกัดความของขอบอวกาศอาจแตกต่างกันมาก

เครื่องบินสามารถอยู่สูงได้โดยการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่องโดยสัมพันธ์กับอากาศ เพื่อให้ปีกสามารถสร้างแรงยกได้ ยิ่งอากาศบางลงเครื่องบินจะต้องบินเร็วขึ้นเพื่อสร้างแรงยกให้มากพอที่จะอยู่บนอากาศได้ คำนวณโดยสมการแรงยก

$L={\frac {1}{2}}\rho v^{2}SC_{L}$

เมื่อ

L คือ แรงยก

p คือ ความหนาแน่นของอากาศ

v คือ ความเร็ว

C_L คือ ค่าสัมประสิทธิ์แรงยก

$L={\frac {1}{2}}\rho v_{o}^{2}SC_{L}=mg$

เมื่อ

v_o คือ ความเร็วของวงโคจรเป็นวงกลมที่ระดับความสูงเท่ากันในสุญญากาศ

ดาวเคราะห์ดวงอื่น

• ดวงจันทร์ : เส้นคาร์มานบนดวงจันทร์มีความสูงประมาณ 2-3 กิโลเมตร
• ดาวอังคาร : เส้นคาร์มานบนดวงอังคารมีความสูงประมาณ 80 กิโลเมตร
• ดาวศุกร์ : เส้นคาร์มานบนดวงอังคารมีความสูงประมาณ 250 กิโลเมตร

ดูสิ่งนี้ด้วย

• เอกโซสเฟียร์
• บรรยากาศของโลก
  • เทอร์โมสเฟียร์
  • เมโซสเฟียร์
  • สตราโตสเฟียร์
  • โทรโพสเฟียร์
• MW 18014 – จรวดวี-2ซึ่งเป็นวัตถุแรกที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อข้ามเส้นคาร์มาน
• อาร์มสตรองลิมิต  – ระดับความสูงที่น้ำเดือดที่อุณหภูมิร่างกายของมนุษย์

ในเกม

สเปซไฟลท์ซิมมูเลเตอร์ : 30 กม.

เพลนเครซี (วิดีโอเกม) : 10000 หน่วยอัลติจูด (30.48 กม.)

เคอร์บัลสเปซโปรแกรม : 70 กม.

จูโน : นิวออริจินส์ : 80 กม.

ซิมเปิลร็อคเกท2 : 60 กม.