Varför definiera gränsen för rymden kan vara avgörande för framtiden för rymdfärjan

på torsdag morgon, strax efter 08: 00 PT, antändes de två piloterna ombord Virgin Galactic ’ s spaceplane fordonets raketmotor högt över Mojaveöknen i totalt 60 sekunder, svävande till en höjd av 82,7 kilometer. När fordonet nådde sin maximala höjd firade Virgin Galactic-laget: de hade äntligen nått utrymme-ett nytt rekord för företaget.

Virgin Galactic hävdar åtminstone att det gick till rymden. Men för många är det inte där rymden är.,

vid något tillfälle, ju högre du reser genom himlen, börjar jordens täta atmosfär att tunna, så småningom ge plats åt rymdens vakuum. Men den exakta höjd vid vilken luftrummet slutar och yttre rymden börjar har aldrig helt överenskommits, med många olika grupper som erbjuder olika svar. Nu överväger en internationell organisation att ändra sin definition för var rymden ”börjar”, vilket potentiellt leder världen närmare ett samförstånd om ett komplicerat och överraskande spänt ämne.,

World Air Sports Federation — eller FAI, för Fédération Aéronautique Internationale-meddelade den 30 November att det överväger att ändra Karman-linjen-höjden som anses vara gränsen till rymden. Linjen är uppkallad efter Theodore von Karman, en ungersk ingenjör och matematiker som först beräknas där jordens atmosfär blir för tunn för flygplan för att uppnå flygning. I årtionden har FAI satt Karman-linjen på 100 kilometer, eller 62 miles hög., Men nu överväger organisationen, som är ansvarig för katalogisering av luft-och rymdfärdsrekord, att flytta den till 80 kilometer eller 50 miles hög.

på kort sikt verkar det inkonsekvent att ändra definitionen för rymdens gräns. Det kan förändras kring några historiska statistik om vem som faktiskt har varit bortom jorden(och piloterna som just flög Virgin Galactic spaceplane kan skryta med att de var astronauter idag.) Men att ha en internationellt överenskommen rättslig definition för rymden kan få några stora konsekvenser för rymdindustrins framtid., Till exempel kan det komplicera vilka fordon vi anser vara rymdfarkoster och flygplan, ändra hur vi reglerar dessa fordon i framtiden. ”Var slutar någons luftrum? Det är tydligt av intresse, ” Jonathan McDowell, en astrofysiker vid Harvard och spaceflight expert, berättar gränsen.

låt oss få teknisk

FAI överväger en förändring tack vare ny forskning som presenteras av McDowell., Som någon som ivrigt registrerar spaceflight statistik, McDowell ville räkna ut hur många raketer hade faktiskt gått till rymden, och hur många människor kunde betraktas som astronauter. Och för att verkligen svara på dessa frågor var han tvungen att veta var rymden började. Så han gick igenom hela rymdfärdshistorien för att se om han kunde göra ett bättre jobb med att definiera detta.

Efter att ha kammat igenom många uppsättningar orbitalstatistik för rymdfarkoster genom åren kom han med en uppskattning att han säger är mer exakt än den som för närvarande används av FAI: 80 kilometer, plus eller minus 10 kilometer., I lättförståeliga termer är detta den lägsta höjd som en satellit kan gå och fortfarande slutföra banor runt jorden. För att stanna i omloppsbana, och även nå en så låg höjd, måste fordonet vara i en elliptisk bana. Det är en där rymdfarkosten svänger långt bort från jorden för det mesta och kommer i nära 80 kilometer för bara en kort del av resan. I denna konfiguration kan en rymdfarkost stanna i omloppsbana i dagar eller veckor, enligt McDowell.,

McDowell säger att 80 kilometer är den punkt där gravitationen blir viktigare än atmosfären. ”Du är i rymden om du i princip kan ignorera atmosfären”, säger han. ”Och det betyder inte att det inte har någon effekt, men gravitationen är den dominerande sak du behöver oroa dig för.”

för att verkligen Linda våra huvuden runt detta måste vi förstå vad som krävs för att komma in i omloppsbana i första hand. Det viktigaste är hastighet., På höjden av den internationella rymdstationen (ca 254 miles / 408 kilometer) rör sig rymdfarkoster på mer än 17 000 miles per timme. Du måste gå så fort för att komma in i ett konstant tillstånd av revolution runt vår planet. Tyvärr är vår atmosfär för tjock för att ett objekt ska kunna bana jorden lägre i himlen med liknande hastigheter. ”Du skulle mycket snabbt brista i lågor, för att du skulle försöka gå igenom luften alldeles för fort”, säger McDowell. Det är vad han menar med att atmosfären är viktig.,

även över 80 kilometer finns jordens atmosfär fortfarande — det är bara supertunt. Satelliter som kretsar mycket högre än 80 kilometer interagerar fortfarande med partiklarna från vår atmosfär. Luften är så tunn att den inte skadar rymdfarkostens bana. ”Så då är frågan, var ritar du en gräns där du inte längre är i rymden? Det är när du inte ens kan doppa genom atmosfären kort i orbital hastighet och fortsätta. säger McDowell.,

Så om det här är det mest tekniska svaret, hur hamnade FAI: s formella definition på 100 kilometer? Karman själv satt sin egen gräns på 83,8 kilometer 1956-men han försökte inte ens hitta gränsen för rymden. Han försökte mest definiera hur högt ett plan kunde flyga och ändå uppnå Hiss., I slutändan misstolkades denna gräns som rymdens gräns, enligt Thomas Gangale, en expert på rymdrätt och verkställande direktör för OPS-Alaska, ett globalt forskningsnätverk. Han och McDowell antar att vi krypade upp till 100 kilometer eftersom folk helt enkelt började avrunda upp till ett trevligt lätt att komma ihåg nummer. ”Runt 1960 beslutade FAI att sätta gränsen på 100 kilometer, bara för att spela in inställnings flygningar – att varje flygning över som skulle anses vara ett rymdljus.”

men inte alla följer FAI: s definition av rymden., Det amerikanska flygvapnet sätter till exempel redan gränsen på 50 miles, eller ungefär 80 kilometer, och kommer att ge märken till någon av dess personal som flyger över denna höjd. NASA gör samma sak. Och medan Federal Aviation Administration inte har en officiell definition, ger den vanligtvis ut astronautmärken till dem som har gått över 50 miles. Det är något som kan bli mer definierat som fler kommersiella aktörer går till rymden. ”Planer på att utfärda och hur man utfärdar astronautvingar är under övervägande”, berättar en FAA-talesman Verge.,

rymd lag når nya höjder

men medan olika organisationer har sina egna definitioner, det finns ingen universell överenskommelse. Faktum är att USA hävdar att det inte är nödvändigt att definiera rymden genom internationell rätt. Vid ett FN-möte i Wien 2001 hade den amerikanska delegationen följande att säga:

när det gäller frågan om definition och avgränsning av yttre rymden har vi granskat denna fråga noggrant och lyssnat på de olika uttalanden som lämnats vid denna session., Vår ståndpunkt fortsätter att vara att det inte är nödvändigt att definiera eller avgränsa yttre rymden. Inga rättsliga eller praktiska problem har uppstått i avsaknad av en sådan definition. Tvärtom har de olika rättsordningar som är tillämpliga på luftrum och yttre rymden fungerat bra på sina respektive områden. Bristen på definition eller avgränsning av yttre rymden har inte hindrat utvecklingen av aktiviteter i någon sfär.

Sanningen är att definiera rymden kan göra internationella relationer och förordningar lite mer skumma., Om det finns en internationellt överenskommen fast linje för var rymden börjar, kan andra länder gråta foul om USA flyger på en superhög höjd över ett främmande territorium, men under rymdlinjen. Tekniskt sett kan USA flyga genom ett annat lands luftrum. Som det är, det finns inget som hindrar USA från att göra det. ”De vill hålla det odefinierat, främst för att den amerikanska militären känner att det ger dem flexibilitet att göra saker på vilken höjd som helst”, säger Gangale. ”Du kan inte bryta mot en lag som inte existerar.,”

i slutändan kan en rad hjälpa länder att analysera vilka typer av lagar som ska gälla för varje område av himlen: lagarna för flygplan eller lagarna för rymdfarkoster. Men saker och ting blir ännu mer komplicerat när man betänker det faktum att det finns ett stort gap mellan där den högsta flygplan kan gå och där rymdfarkoster kan gå. De högsta ballongerna kan bara nå cirka 50 kilometer eller 31 miles hög, och de flesta flygplan fungerar mycket lägre än det. Så i verkligheten finns det ungefär en 18-mil zon mellan det högsta ett flygplan kan gå och där rymden börjar., Så bör lagar för flygplan gälla för denna region?

detta” gråområde ” av himlen används egentligen bara av rymdfarkoster — antingen går till rymden eller lämnar den. Dessutom kan vissa rymdfarkoster flyga ännu lägre än detta gråområde för att komma tillbaka till jorden. Rymdfärjan, till exempel, brukade flyga så lågt som 34 kilometer över Kubas begränsade luftrum när det återvände från rymden, enligt Gangale. Det är därför Gangale hävdar att en rymdfarkost bör definieras av var den är tänkt att gå. ”Varje flygning som tar fart med avsikt att nå höjd bör omfattas av rymdlagen”, säger han., ”Det är verkligen avsikten med ett flyg som bestämmer vilken rättslig ordning som gäller.”

Gangale anser att det nu är dags att definiera vilket utrymme som verkligen är, eftersom fler och fler kommersiella företag har ambitiösa planer på att gå till rymden. Och några av dem kan behöva flyga över delar av jorden som kan vara under rymdlinjen också. Sierra Nevada Corporation arbetar på ett litet bevingat fordon som glider tillbaka till jorden som rymdfärjan gjorde., Det är möjligt framtida företag kanske vill undvika eventuella juridiska problem som kan uppstå om de måste flyga lågt över ett annat land på väg hem från rymden. Och de kanske vill veta vilka lagar som gäller om det finns någon form av missöde i luften. ”På lång sikt, eftersom vi ser mer kommersiell verksamhet i dessa höjder, särskilt att komma upp i omloppsbana och komma tillbaka, kommer dessa privata företag att vilja ha den rättsliga säkerhet som skulle tillhandahållas genom att ha en bestämd höjd eller gräns”, säger Gangale.

det verkar som om USA inte har bråttom., Men om fler enheter uttrycker en önskan om en tydlig definition, har Gangale skrivit ett utkast till konvention som FN kan anta om det behövs. Och med tanke på intresset för hans arbete, han tror att ha en tydlig definition kan behöva hända snart. ”När rymdljus blir mer och mer kommersialiserat tror jag att den här tanken att vi inte behöver en definition blir mindre och mindre hållbar.,”