卡门线:地球大气层和外太空的边界线

人们常说:太空是没有边界的,但是在国际法中,还是人为的在海平面上空100公里的地方划了一条虚拟的分界线,将外太空地球大气层进行了区分,这就是卡门线

卡门线的提出更侧重于是法律方面,高于卡门线属于航天器的范畴,低于卡门线的则属于传统飞机的范畴,这两套完全不同的飞行器需要适用不同的法律。

卡门线是地球大气层和外太空的一个认为划定的界限,位于海拔100公里处
卡门线是地球大气层和外太空的一个认为划定的界限,位于海拔100公里处

地球大气层随着高度的增加密度会变得越来越低,大约有四分之三的大气都集中在距离地球表面11公里的范围内。但是地球大气层和外太空之间并没有一个明确的界限,航天器在120公里的高度上就能够感受到明显的大气效应了,有的科学家认为地球大气层一直延伸到了1万公里的高空中。

但是对于飞行器来说,以空气动力学为主的飞机需要不断的相对空气向前运动,才能够保持高空飞行能力,只有这样它的机翼才能够产生升力,空气越稀薄,飞机的飞行速度必须越快才能够保持足够的升力来维持住飞行。同时,大部分的飞机都是需要收集空气中的氧气来作为氧化剂燃烧推进剂来作为动力来源。海拔100公里的高空中,这里的大气足够稀薄,已经无法为飞机提供升力,同时这里也是自由基原子氧的最低高度,高于这个高度也没有氧气供飞机燃烧了。这就是卡门线定义在100公里处的原因。

卡门线处可以看得到地球的圆弧
卡门线处可以看得到地球的圆弧

目前人类飞机的最高飞行高度是108公里,是由X-15高超音速飞机创造的,但是这个飞机使用的是火箭发动机,自身携带氧气,并不需要从大气中获取氧气作为氧化剂。而普通的喷气式飞机的最高飞行高度是米格25创造的,它的高度能够达到37.65公里。这个是远远达不到卡门线的高度。

而世界上高度最低的卫星则是超低空测试卫星,这颗卫星的最低高度仅为167.4公里,因为高度太低,这里它能够感受到地球大气明显的空气动力阻力,为了克服空气阻力,超低空测试卫星需要使用等离子引擎来不断的修正自己的轨道防止坠落到地球大气层内。

对于其他星球来说,也是有它们自己的卡门线,火星卡门线高度大约为80公里,而金星卡门线高度大约为250公里。

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