Dlaczego określenie granicy przestrzeni kosmicznej może mieć kluczowe znaczenie dla przyszłości lotów kosmicznych

w czwartek rano, tuż po godzinie 8 rano, dwóch pilotów na pokładzie samolotu kosmicznego Virgin Galactic zapaliło silnik rakietowy pojazdu wysoko nad pustynią Mojave przez łącznie 60 sekund, wzbijając się do wysokości 82,7 km. Kiedy pojazd osiągnął maksymalną wysokość, zespół Virgin Galactic świętował: w końcu dotarli w kosmos — nowy rekord dla firmy.

przynajmniej Virgin Galactic twierdzi, że poleciała w kosmos. Ale dla wielu, to nie jest miejsce, gdzie jest przestrzeń.,

w pewnym momencie, im wyżej podróżujesz po niebie, gęsta Atmosfera Ziemi zaczyna się rozrzedzać, ostatecznie ustępując miejsca próżni kosmicznej. Ale dokładna wysokość, na której kończy się przestrzeń powietrzna i zaczyna przestrzeń kosmiczna, nigdy nie została całkowicie uzgodniona, a wiele różnych grup oferuje różne odpowiedzi. Obecnie jedna międzynarodowa organizacja rozważa zmianę definicji miejsca, w którym zaczyna się przestrzeń, potencjalnie przybliżając świat do konsensusu w skomplikowanym i zaskakująco napiętym temacie.,

Światowa Federacja sportów lotniczych — lub FAI, dla Fédération Aéronautique Internationale — ogłosiła 30 listopada, że rozważa modyfikację linii Karmana — wysokości uznawanej za granicę w przestrzeni kosmicznej. Linia została nazwana na cześć Theodora von Karmana, węgierskiego inżyniera i matematyka, który jako pierwszy obliczył, gdzie atmosfera ziemska staje się zbyt cienka, aby samoloty mogły osiągnąć lot. Przez dziesięciolecia FAI ustawiała linię Karman na 100 kilometrów, czyli 62 mile wysokości., Ale teraz organizacja, która jest odpowiedzialna za Katalogowanie rekordów lotów kosmicznych i powietrznych, rozważa przeniesienie go do 80 kilometrów, lub 50 mil wysokości.

w krótkiej perspektywie zmiana definicji granicy przestrzeni wydaje się nieistotna. Może się to zmienić w kilku historycznych statystykach na temat tego, kto faktycznie był poza Ziemią (a piloci, którzy właśnie lecieli samolotem kosmicznym Virgin Galactic, mogą się pochwalić, że byli dzisiaj astronautami.), Ale posiadanie uzgodnionej na szczeblu międzynarodowym definicji prawnej przestrzeni kosmicznej może mieć duże implikacje dla przyszłości przemysłu lotów kosmicznych., Na przykład może to skomplikować, które Pojazdy uważamy za statki kosmiczne i samoloty, zmieniając sposób, w jaki regulujemy te pojazdy w przyszłości. „Gdzie zatrzymuje się czyjaś przestrzeń powietrzna? To jest ewidentnie interesujące” – mówi The Verge Jonathan McDowell, astrofizyk z Harvardu i ekspert w dziedzinie lotów kosmicznych.

Let ' s get technical

FAI rozważa zmianę dzięki nowym badaniom przedstawionym przez McDowella., Jako ktoś, kto pilnie rejestruje statystyki lotów kosmicznych, McDowell chciał dowiedzieć się, ile rakiet faktycznie poleciało w kosmos i ilu ludzi można uznać za astronautów. Aby naprawdę odpowiedzieć na te pytania, musiał wiedzieć, gdzie zaczyna się przestrzeń. Więc przeszedł przez całą historię lotów kosmicznych, aby zobaczyć, czy mógłby lepiej to zdefiniować.

Po przeczesaniu licznych zestawów statystyk orbitalnych dla statków kosmicznych na przestrzeni lat, wymyślił oszacowanie, które, jak twierdzi, jest bardziej precyzyjne niż obecnie używane przez FAI: 80 kilometrów, plus minus 10 kilometrów., W łatwy do zrozumienia terminach, jest to najniższa wysokość Satelita może przejść i nadal zakończyć orbity wokół Ziemi. Aby pozostać na orbicie, a także osiągnąć tak niską wysokość, pojazd musi znajdować się na orbicie eliptycznej. To taki, w którym statek kosmiczny przez większość czasu porusza się daleko od Ziemi i pokonuje blisko 80 kilometrów na krótką część podróży. W tej konfiguracji statek kosmiczny może pozostać na orbicie przez kilka dni lub tygodni, według McDowella.,

McDowell mówi, że 80 kilometrów jest punktem, w którym grawitacja staje się ważniejsza niż atmosfera. „Jesteś w kosmosie, jeśli możesz w zasadzie zignorować atmosferę”, mówi. „I to nie znaczy, że nie ma żadnego wpływu, ale grawitacja jest dominującą rzeczą, o którą musisz się martwić.”

aby naprawdę ogarnąć to, musimy zrozumieć, co trzeba zrobić, aby dostać się na orbitę w pierwszej kolejności. Najważniejsza jest szybkość., Na wysokości Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (około 254 Mil / 408 kilometrów), statki kosmiczne poruszają się z prędkością ponad 17 000 mil na godzinę. Trzeba iść tak szybko, aby dostać się w ciągłym stanie rewolucji wokół naszej planety. Niestety, nasza atmosfera jest zbyt gęsta, aby obiekt mógł orbitować ziemię niżej na niebie z podobną prędkością. „Bardzo szybko stanęłabyś w płomieniach, ponieważ próbowałabyś przejść przez powietrze zbyt szybko” – mówi McDowell. To ma na myśli mówiąc, że atmosfera jest ważna.,

nawet powyżej 80 kilometrów atmosfera ziemska nadal istnieje — jest po prostu super cienka. Satelity, które orbitują znacznie wyżej niż 80 kilometrów, wciąż oddziałują z cząstkami z naszej atmosfery. Powietrze jest tak cienkie, że nie jest szkodliwe dla orbity statku kosmicznego. „Więc pytanie brzmi, gdzie rysujesz granicę, gdzie nie jesteś już w przestrzeni? To wtedy, gdy nie można nawet zanurzyć się w atmosferze na krótko z prędkością orbitalną i kontynuować.”mówi McDowell.,

więc jeśli jest to najbardziej techniczna odpowiedź, w jaki sposób formalna definicja FAI została ustalona na 100 kilometrów? Sam Karman w 1956 roku ustanowił swój limit na 83,8 kilometra — jednak nawet nie próbował znaleźć granicy przestrzeni. Starał się przede wszystkim określić, jak wysoko samolot może latać i nadal osiągać udźwig., Ostatecznie granica ta została błędnie zinterpretowana jako granica przestrzeni kosmicznej, według Thomasa Gangale, eksperta od prawa kosmicznego i dyrektora wykonawczego Ops-Alaska, globalnej sieci badawczej. On i McDowell przypuszczają, że skradliśmy się do 100 kilometrów, ponieważ ludzie po prostu zaczęli zaokrąglać do ładnej, łatwej do zapamiętania liczby. „Około 1960 roku FAI postanowiła ustawić limit na 100 kilometrów, tylko w celu ustanowienia rekordowych lotów — każdy lot powyżej tego poziomu będzie uważany za lot kosmiczny.”

jednak nie wszyscy przestrzegają definicji przestrzeni FAI., US Air Force, na przykład, już ustala limit na 50 mil, lub mniej więcej 80 kilometrów, i daje odznaki każdemu ze swoich pracowników, którzy latają powyżej tej wysokości. NASA robi to samo. I chociaż Federalna Administracja Lotnictwa nie ma oficjalnej definicji, zazwyczaj przyznaje odznaki astronautów tym, którzy przeszli ponad 50 mil. To coś, co może stać się bardziej zdefiniowane jako więcej aktorów komercyjnych iść w kosmos. „Rozważane są plany emisji i sposoby emisji skrzydeł astronautów” – mówi rzecznik FAA.,

Prawo Kosmiczne osiąga nowe szczyty

ale chociaż różne organizacje mają swoje własne definicje, nie ma uniwersalnego porozumienia. W rzeczywistości USA utrzymuje, że definiowanie przestrzeni za pomocą prawa międzynarodowego po prostu nie jest konieczne. Na spotkaniu Organizacji Narodów Zjednoczonych w Wiedniu w 2001 r. delegacja USA miała do powiedzenia:

w odniesieniu do kwestii definicji i rozgraniczenia przestrzeni kosmicznej uważnie przeanalizowaliśmy tę kwestię i wysłuchaliśmy różnych oświadczeń wygłoszonych na tej sesji., Nasze stanowisko nadal jest takie, że definiowanie lub ograniczanie przestrzeni zewnętrznej nie jest konieczne. W przypadku braku takiej definicji nie pojawiły się żadne problemy prawne ani praktyczne. Przeciwnie, różne systemy prawne mające zastosowanie w przestrzeni powietrznej i przestrzeni kosmicznej funkcjonowały dobrze w ich odpowiednich dziedzinach. Brak definicji lub rozgraniczenia przestrzeni kosmicznej nie utrudniał rozwoju działań w żadnej z tych sfer.

prawda jest taka, że definiowanie przestrzeni może sprawić, że stosunki międzynarodowe i przepisy będą nieco mroczniejsze., Jeśli istnieje międzynarodowo uzgodniona stała linia dla miejsca, w którym zaczyna się przestrzeń kosmiczna, inne kraje mogą krzyczeć faul, jeśli USA polecą na super dużej wysokości nad obcym terytorium, ale poniżej linii kosmicznej. Technicznie rzecz biorąc, USA mogą latać w przestrzeni powietrznej innego kraju. Tak jak to jest, nic nie powstrzyma USA przed zrobieniem tego. „Chcą, aby to było nieokreślone, przede wszystkim dlatego, że wojsko USA uważa, że daje im to elastyczność do robienia rzeczy na każdej wysokości” – mówi Gangale. „Nie można łamać prawa, które nie istnieje.,”

ostatecznie ustawienie linii może pomóc krajom przeanalizować, jakie prawa powinny mieć zastosowanie do każdego obszaru nieba: prawa dotyczące samolotów lub prawa dotyczące statków kosmicznych. Ale sprawy stają się jeszcze bardziej skomplikowane, gdy weźmiemy pod uwagę fakt, że istnieje duża luka między tym, gdzie najwyższe samoloty mogą polecieć, a tym, gdzie statki kosmiczne mogą polecieć. Najwyższe balony mogą osiągać tylko około 50 kilometrów lub 31 mil wysokości, a większość samolotów działa znacznie niżej. Więc w rzeczywistości, jest około 18-milowa strefa między najwyższym samolotem może przejść i gdzie zaczyna się przestrzeń., Czy przepisy dotyczące samolotów powinny mieć zastosowanie do tego regionu?

ta „szara strefa” nieba jest tak naprawdę używana tylko przez statki kosmiczne — albo lecą w kosmos, albo ją opuszczają. Dodatkowo, niektóre statki kosmiczne mogą latać nawet niżej niż ta szara strefa, aby wrócić na Ziemię. Prom kosmiczny, na przykład, latał tak nisko, jak 34 kilometry nad Kubą w ograniczonej przestrzeni powietrznej, kiedy wrócił z kosmosu, według Gangale. Dlatego Gangale twierdzi, że statek kosmiczny powinien być określony przez to, gdzie ma się udać. „Każdy lot, który startuje z zamiarem osiągnięcia wysokości, powinien być objęty prawem kosmicznym” – mówi., „To naprawdę intencja lotu decyduje o tym, jaki system prawny ma zastosowanie.”

Gangale uważa, że teraz jest czas, aby zdefiniować, czym naprawdę jest kosmos, ponieważ coraz więcej firm komercyjnych ma ambitne plany, aby udać się w kosmos. Niektóre z nich będą musiały przelecieć nad częściami ziemi, które mogą znajdować się poniżej linii kosmicznej. Sierra Nevada Corporation pracuje nad małym skrzydlatym pojazdem, który szybuje z powrotem na ziemię, tak jak prom kosmiczny., Możliwe, że przyszłe firmy będą chciały uniknąć problemów prawnych, które mogą się pojawić, jeśli będą musiały latać nisko nad innym krajem w drodze powrotnej z kosmosu. I mogą chcieć wiedzieć, jakie przepisy obowiązują w przypadku, gdyby doszło do jakiegoś nieszczęścia w powietrzu. „W dłuższej perspektywie, ponieważ widzimy więcej operacji Komercyjnych na tych wysokościach, zwłaszcza wchodzenie na orbitę i powrót, te prywatne firmy będą chciały pewności prawnej, która byłaby zapewniona poprzez ustaloną wysokość lub limit” -mówi Gangale.

wydaje się jednak, że USA się nie spieszy., Ale w przypadku, gdy więcej podmiotów wyrazi pragnienie jasnej definicji, Gangale napisał projekt konwencji, który ONZ może przyjąć w razie potrzeby. A biorąc pod uwagę zainteresowanie jego pracą, uważa, że jasne określenie może wkrótce się wydarzyć. „W miarę jak loty kosmiczne stają się coraz bardziej skomercjalizowane, myślę, że idea, że nie potrzebujemy definicji, staje się coraz mniej stabilna.,”