Hvorfor definere grænsen for rummet kan være afgørende for fremtiden for rumflyvning

torsdag morgen, lige efter 8AM PT, antændte de to piloter ombord på Virgin Galactic ‘ s rumplan køretøjets raketmotor højt over Mojave-ørkenen i i alt 60 sekunder, skyhøje til en højde af 82.7 kilometer. Da køretøjet nåede sin maksimale højde, fejrede Virgin Galactic-teamet: de var endelig nået plads — en ny rekord for virksomheden.

i det mindste hævder Virgin Galactic, at det gik til rummet. Men for mange er det ikke, hvor pladsen er.,

på et tidspunkt, jo højere du rejser gennem himlen, begynder Jordens tætte atmosfære at tynde og til sidst give plads til rummets vakuum. Men den nøjagtige højde, hvor luftrummet slutter og det ydre rum begynder, er aldrig blevet helt aftalt, med mange forskellige grupper, der tilbyder forskellige svar. Nu overvejer en international organisation at ændre sin definition for, hvor rummet “starter”, hvilket potentielt bringer verden tættere på en konsensus om et kompliceret og overraskende spændt emne.,

The World Air Sports Federation — eller FAI, for Fédération Aéronautique Internationale — meddelt, on November 30th, at den overvejer at ændre Karman linje — højde, der anses for grænsen til rummet. Linjen er opkaldt efter Theodore von Karman, en ungarsk ingeniør og matematiker, der først beregnet, hvor Jordens atmosfære bliver for tynd til, at fly kan opnå flyvning. I årtier har FAI sat Karman-linjen på 100 kilometer eller 62 miles høj., Men nu overvejer organisationen, der er ansvarlig for katalogisering af luft-og rumflyveposter, at flytte den til 80 kilometer eller 50 miles høj.

på kort sigt virker ændring af definitionen for rummets grænse ubetydelig. Det kan ændre sig omkring et par historiske statistikker om, hvem der faktisk har været uden for Jorden (og piloterne, der lige fløj Virgin Galactic ‘ s spaceplane, kan prale af, at de var astronauter i dag.) Men at have en internationalt aftalt juridisk definition for plads kan have nogle store konsekvenser for fremtiden for rumfartsindustrien., For eksempel kan det komplicere, hvilke køretøjer vi anser for at være rumfartøjer og fly, ændre, hvordan vi regulerer disse køretøjer i fremtiden. “Hvor stopper nogens luftrum? Det er helt klart af interesse, ” fortæller Jonathan Mcdo .ell, en astrofysiker ved Harvard og rumflyveekspert, The Verge.

lad os få teknisk

FAI overvejer en ændring takket være ny forskning præsenteret af Mcdo .ell., Som en, der ivrig registrerer rumfartsstatistikker, ville Mcdo .ell finde ud af, hvor mange raketter der faktisk var gået til rummet, og hvor mange mennesker der kunne betragtes som astronauter. Og for virkelig at besvare disse spørgsmål måtte han vide, hvor rummet begyndte. Så han gik gennem hele rumflyvningshistorien for at se, om han kunne gøre et bedre stykke arbejde med at definere dette.

efter at have kæmmet gennem adskillige sæt orbitalstatistikker for rumfartøjer gennem årene, kom han med et skøn, som han siger er mere præcist end det, der i øjeblikket bruges af FAI: 80 kilometer, plus eller minus 10 kilometer., I letforståelige termer er dette den laveste højde, en satellit kan gå og stadig fuldføre baner rundt om Jorden. For at forblive i kredsløb og også nå en så lav højde, skal køretøjet være i en elliptisk kredsløb. Det er en, hvor rumfartøjet svinger langt væk fra jorden det meste af tiden og kommer tæt på 80 kilometer for bare en kort del af turen. I denne konfiguration kan et rumfartøj forblive i kredsløb i dage eller uger, ifølge Mcdo .ell.,

McDowell siger, at 80 kilometer er det punkt, hvor tyngdekraften bliver mere vigtigt end atmosfæren. “Du er i rummet, hvis du dybest set kan ignorere atmosfæren,” siger han. “Og det betyder ikke, at det ikke har nogen effekt, men tyngdekraften er den dominerende ting, du skal bekymre dig om.”

for virkelig at pakke vores hoveder rundt om dette, er vi nødt til at forstå, hvad det kræver for at komme i kredsløb i første omgang. Det vigtigste er hastighed., 254 miles / 408 kilometer) bevæger rumfartøjer sig mere end 17.000 miles i timen. Du er nødt til at gå så hurtigt for at komme ind i en konstant revolutionstilstand omkring vores planet. Desværre er vores atmosfære for tyk til at tillade et objekt at bane jorden lavere på himlen med lignende hastigheder. “Du ville meget hurtigt briste i flammer, fordi du ville forsøge at gå gennem luften alt for hurtigt,” siger Mcdo .ell. Det er, hvad han mener ved at atmosfæren er vigtig.,

selv over 80 kilometer eksisterer Jordens atmosfære stadig — den er bare super tynd. Satellitter, der kredser meget højere end 80 kilometer, interagerer stadig med partiklerne fra vores atmosfære. Luften er bare så tynd, at det ikke er skadeligt for et rumfartøjs kredsløb. “Så så er spørgsmålet, hvor tegner du en grænse, hvor du ikke længere er i rummet? Det er, når du ikke engang kan dyppe gennem atmosfæren kort med orbitalhastighed og fortsætte.”siger Mcdo .ell.,

så hvis dette er det mest tekniske svar, hvordan endte FAI’ s formelle definition på 100 kilometer? Karman satte selv sin egen grænse på 83, 8 kilometer i 1956 — men han forsøgte ikke engang at finde grænsen for rummet. Han forsøgte for det meste at definere, hvor højt et fly kunne flyve og stadig opnå løft., I sidste ende blev denne grænse fortolket som grænsen for rummet, ifølge Thomas Gangale, en ekspert i rumret og Administrerende Direktør for OPS-Alaska, et globalt forskningsnetværk. Han og Mcdo .ell formoder, at vi krybte op til 100 kilometer, fordi folk simpelthen begyndte at runde op til et dejligt let at huske nummer. “Omkring 1960 besluttede FAI at indstille grænsen til 100 kilometer, bare med det formål at registrere flyvninger — at enhver flyvning over det ville blive betragtet som en rumflyvning.”

men ikke alle overholder FAI ‘ s definition af plads., US Air Force, for eksempel, sætter allerede grænsen til 50 miles, eller omtrent 80 kilometer, og vil give badges til ethvert af dets personale, der flyver over denne højde. NASA gør det samme. Og mens Federal Aviation Administration ikke har en officiel definition, giver den normalt astronaut-badges til dem, der er gået over 50 miles. Det er noget, der kan blive mere defineret som flere kommercielle aktører gå til rummet. “Planer om at udstede og hvordan man udsteder astronautvinger er under overvejelse,” fortæller en talsmand for FAA The Verge.,

Rumloven når nye højder

men mens forskellige organisationer har deres egne definitioner, er der ingen universel aftale. Faktisk hævder USA, at det ikke er nødvendigt at definere rum gennem international ret. På et Fn-møde i Wien i 2001, at den AMERIKANSKE delegation havde dette at sige:

Med hensyn til spørgsmålet om definition og afgrænsning af det ydre rum, vi har undersøgt denne problemstilling nøje og har lyttet til de forskellige udsagn, der leveres på denne session., Vores holdning er fortsat, at det ikke er nødvendigt at definere eller afgrænse det ydre rum. Der er ikke opstået juridiske eller praktiske problemer i mangel af en sådan definition. Tværtimod har de forskellige retlige ordninger, der gælder for luftrummet og det ydre rum, fungeret godt på deres respektive områder. Manglen på en definition eller afgrænsning af det ydre rum har ikke hæmmet udviklingen af aktiviteter på begge områder.

sandheden er, at definere rum kunne gøre internationale relationer og regler lidt murkier., Hvis der er en internationalt aftalt solid linje for, hvor rummet begynder, kan andre lande græde dårligt, hvis USA flyver i en superhøj højde over et fremmed territorium, men under rumlinjen. Teknisk set kunne USA flyve gennem et andet lands luftrum. Som det er, er der intet at stoppe USA fra at gøre det. “De ønsker at holde det udefineret, primært fordi det amerikanske militær føler, at det giver dem fleksibiliteten til at gøre ting i enhver højde,” siger Gangale. “Du kan ikke bryde en lov, der ikke findes.,”

i sidste ende kan Indstilling af en linje hjælpe lande med at analysere, hvilke typer love der skal gælde for hvert område af himlen: lovene for fly eller lovene for rumfartøjer. Men tingene bliver endnu mere komplicerede, når du overvejer det faktum, at der er et stort kløft mellem, hvor det højeste fly kan gå, og hvor rumfartøjer kan gå. De højeste balloner kan kun nå omkring 50 kilometer eller 31 miles høj, og de fleste fly opererer meget lavere end det. Så i virkeligheden er der omkring en 18-mile zoneone mellem Det Højeste et fly kan gå, og hvor rummet begynder., Så skal love for fly gælde for denne region?

dette “grå område” af himlen bruges virkelig kun af rumfartøjer — enten går til rummet eller forlader det. Plus, nogle rumfartøjer kan flyve endnu lavere end dette grå område for at komme tilbage til jorden. Rumfærgen plejede for eksempel at flyve så lavt som 34 kilometer over Cubas begrænsede luftrum, da den vendte tilbage fra rummet, ifølge Gangale. Derfor hævder Gangale, at et rumfartøj skal defineres af, hvor det er meningen at gå. “Enhver flyvning, der starter med den hensigt at nå højden, skal være dækket af rumloven,” siger han., “Det er virkelig hensigten med en flyvning, der bestemmer, hvilken lovlig ordning der gælder.”

Gangale mener, at det nu er tid til at definere, hvad rummet virkelig er, fordi flere og flere kommercielle virksomheder har ambitiøse planer om at gå til rummet. Og nogle af dem er muligvis nødt til at flyve over dele af jorden, der muligvis også er under rumlinjen. Sierra Nevada Corporation arbejder på et lille bevinget køretøj, der glider tilbage til jorden som rumfærgen gjorde., Det er muligt, at fremtidige virksomheder måske ønsker at undgå juridiske problemer, der måtte opstå, hvis de skal flyve lavt over et andet land på vej hjem fra rummet. Og de vil måske vide, hvilke love der gælder, hvis der er en slags uheld i luften. “På lang sigt, da vi ser flere kommercielle operationer i disse højder, især at komme op i kredsløb og komme tilbage, vil disse private virksomheder have den retssikkerhed, der ville blive leveret ved at have en bestemt højde eller grænse,” siger Gangale.

det ser ud til, at USA ikke har travlt., Men hvis flere enheder udtrykker et ønske om en klar definition, har Gangale skrevet et udkast til konvention, som De Forenede Nationer kan vedtage om nødvendigt. Og i betragtning af interessen for hans arbejde mener han, at det kan være nødvendigt at have en klar definition snart. “Efterhånden som rumflyvningen bliver mere og mere kommercialiseret, tror jeg, at denne ID.om, at vi ikke har brug for en definition, bliver mindre og mindre holdbar.,”

se alle historier i Science