لبه فضا ۲۰ کیلومتر به زمین نزدیک شد!

به گزارش ایسنا و به نقل از دیلی‌میل، اخترفیزیکدان دانشگاه هاروارد می‌گوید که مدل‌سازی ریاضی نشان داده است که فضا تنها کمی بیش از ۸۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین است.

جو زمین و فضای بیرونی از کجا آغاز می‌شوند؟ یک مقاله جدید می‌گوید فضا تنها در فاصله ۸۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد.

"جاناتان مکداول" اخترفیزیکدان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان استدلال می‌کند که دانشمندان ممکن است مرز فضای بیرونی را اشتباه گرفته باشند.

وی در یک مطالعه جدید که برای انتشار در مجله Acta Astronautica برنامه‌ریزی شده است، می‌گوید که فضای بیرونی در ارتفاع ۸۰ کیلومتری از سطح زمین و به طور کلی حدود ۲۰ کیلومتر کمتر از خط کارمن( Karmán ) قرار دارد.

خط کارمن از تئوری رایج در دهه ۱۹۶۰ میلادی می‌آید که فرض را بر این گذاشته بود که فضای بیرونی، ۱۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح زمین است.

خط کارمن چیست؟

خط کارمن( Karman line ) خطی فرضی در آسمان در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری (۶۲ مایلی) از سطح دریاهای آزاد زمین است.

این خط از دیدگاه هوانوردی، نشان دهنده مرز میان اتمسفر زمین و فضای بیرونی آن است.

این تعریف توسط فدراسیون بین‌المللی هوانوردی (FAI) پذیرفته شده و این فدراسیون عهده‌دار تنظیم استانداردها و نگهداری و ثبت رکوردهای بین‌المللی برای مکانیک پرواز و امور هوانوردی است .

این خط به نشانه قدردانی از "تئودوره فون کارمن"، مهندس و فیزیکدان مجارستانی-آمریکایی که قبل از هر چیز، هوانورد و فضانوردی فعال نیز بود، «خط کارمن» نامیده می‌شود.

کارمن برای نخستین بار از راه محاسبه به این نتیجه رسیده بود که در حدود چنین ارتفاعی جو زمین برای پرواز و هوانوردی، بیش از حد نازک می‌شود.

یک وسیله نقلیه هوایی در این ارتفاع ناچار است که سریع‌تر از سرعت مداری پرواز کند تا بتواند به اندازه کافی نیروی "برا" یا (برداشت آیرودینامیکی) و (صرف نظر از نیروی گریز از مرکز) برای نگهداری خود تولید کند.

افزایش ناگهانی دما و تعامل با تابش پرتوهای خورشیدی درست در زیر این خط قرار دارد که خود خط را در درون ترموسفر قرار می‌دهد .

فضای بیرونی

فضای بیرونی که در اصطلاح عامیانه به آن فضا می‌گویند، به منطقه‌ای نسبتا خلا در گیتی گفته می‌شود که خارج از جو می‌باشد.

عبارت فضای بیرونی، برای جدا کردن آن از فضای هوایی و منطقه خاکی، بر روی آن گذاشته شده است.

هیچ مرز مشخصی میان جو زمین و فضا وجود ندارد، ولی هرچه از فضا به اتمسفر زمین نزدیکتر شویم، چگالی کمتر می‌شود. یعنی چگالی فضاهای دور از اتمسفر بیشتر است .

در نهایت "مکداول" می‌گوید که دیدگاه سنتی در مورد لبه فضا، براساس دهه‌ها اطلاعات نادرست در مورد اشیای در حال چرخش زمین است.

وی از ۱۳ سالگی اطلاعاتی را در مورد هر موشکی که به فضا پرتاب شده بود به عنوان سرگرمی جمع می‌کرد که اغلب وی را کنجکاو می‌کرد که ببیند کدام موشک‌ها واقعا به فضا (فضای بیرونی) رفته‌اند و کدامشان در جو زمین باقی مانده‌اند.

"مکداول" در مطالعه‌اش، مدل‌ها و الگوهای مداری ۴۳ هزار ماهواره را براساس اطلاعاتی که از فرماندهی دفاع هوایی آمریکا در آمریکای شمالی گرفته بود، مورد بررسی قرار داد.

اکثریت قریب به اتفاق ماهواره‌ها در مدارهای بالایی خط کارمن واقع شده‌اند که به این معنی است که آنها در فضای بیرونی هستند.

با این حال، ۵۰ ماهواره که پس از اتمام مأموریت‌های خود، چندین چرخش حول زمین و در ارتفاع بسیار پایین‌تر از محدوده ۱۰۰ کیلومتری انجام داده بودند، توجه مکداول را جلب کرد.

به عنوان مثال، ماهواره شوروی Electron-۴ ، پیش از ورود به جو زمین، خود را تا ارتفاع ۲۰۰ کیلومتری بالا برد و سپس خود را منفجر کرد.

مکداول به دنبال توسعه یک مدل ریاضی رفت که نقطه‌ای را که هر ماهواره از مدار خود بیرون آمده بود و در هنگام ورود به جو سوخته بود، شناسایی می‌کرد.

این مدل به دقت نشان داد که فضای بیرونی از آنچه تاکنون تصور می‌شد، به سطح زمین نزدیکتر است.

یافته‌های جدید با دانش موجود در مورد جو، سازگار است. چرا که مزوپاز که سردترین لایه جو است در ارتفاع ۸۴ تا ۱۰۰ کیلومتری بالاتر از سطح زمین قرار دارد.

در این لایه از جو، دما به شدت کاهش می‌یابد و ذرات باردار بیشتری آزادانه در حرکت هستند. به عبارت دیگر، به نظر می رسد مزوپاز نسبت به لایه‌های پایین‌تر از خود، بیشترین شباهت را به فضا دارد.

همچنین شهاب‌سنگ‌ها در فاصله ۷۰ تا ۱۰۰ کیلومتری در برخورد به جو زمین متلاشی می‌شوند. زیرا هوا در جو، فشرده است و شهاب‌سنگ را به سرعت تا ۳۰۰۰ درجه فارنهایت(۱۶۴۸ درجه سانتی‌گراد) داغ می‌کند.