La Frontera del Espacio: ¿Dónde Comienza Realmente?

A las Puertas del Cosmos: ¿Dónde Comienza el Espacio?

Parece que el espacio comienza más allá de la atmósfera terrestre, pero no es una buena definición porque a medida que aumenta la altitud, la atmósfera se vuelve menos densa sin desaparecer realmente; se enrarece progresivamente.

La atmósfera comienza en la superficie de la Tierra (troposfera de 0 km a 20 km de altitud) y se extiende a altitudes extremadamente altas (exosfera de 1000 km a 50,000 km de altitud).

A partir de los datos recopilados por la misión Soho, un equipo franco-ruso calculó que la atmósfera se extendía hasta 630,000 km más allá de la Tierra (1.5 veces más lejos que la Luna).

La atmósfera se diluye en el espacio hasta formar una nube extremadamente dispersa de átomos de hidrógeno (10 a 70 átomos por cm³) llamada "geocorona."

A nivel de la Luna, solo hay 200 átomos por decímetro cúbico, casi el vacío.

Línea de Kármán

¡El turismo espacial comenzó el 11 de julio de 2021!

Richard Branson y su cohete SpaceShipTwo (SS2) VSS Unity tienen más de 600 clientes dispuestos a pagar 250,000 dólares para visitar el espacio. El 20 de julio de 2021, se subastó un asiento de 28 millones de dólares para acompañar a Jeff Bezos al espacio (primer vuelo de turismo espacial de la empresa Blue Origin).

Pero ¿Dónde Comienza el Espacio?

El espacio se encuentra en el límite entre el vuelo aeronáutico (aviones) y el vuelo astronáutico (satélites). Esta línea se llama la línea de Kármán (Theodore von Kármán, ingeniero y físico húngaro 1881-1963). Esta frontera imaginaria se ha calculado a 100 km por encima de la superficie de la Tierra. Corresponde a la altitud a partir de la cual la atmósfera se vuelve demasiado tenue para la aeronáutica. Un avión solo puede mantenerse en vuelo si es soportado por el aire circundante, con sus alas proporcionando sustentación. Cuanto más alto vuela un avión, menos sustentación proporciona el aire enrarecido, lo que requiere una velocidad cada vez mayor para mantener la sustentación y compensar la disminución de la densidad del aire a medida que asciende en altitud; de lo contrario, la gravedad lo atrae hacia abajo.

La pregunta entonces es: ¿a qué velocidad se debe viajar en la atmósfera para ser soportado por la fuerza de sustentación aerodinámica?

El avión debe alcanzar la velocidad orbital.

La línea de Kármán marca la altitud donde la velocidad de vuelo requerida es igual a la velocidad orbital. Para colocar un satélite en órbita, debe imprimirse una velocidad mínima para que pueda completar su órbita. Esta velocidad debe aproximarse a 7.9 km/s (28,440 km/h). Para que el satélite no sea frenado en su trayectoria por la fricción atmosférica, debe posicionarse por encima de la atmósfera, al menos 100 km por encima de la Tierra.

La Velocidad Orbital Varía Según la Altura de la Órbita Terrestre

• Para la Estación Espacial Internacional, la velocidad orbital ronda los 7.5 km/s.
• En órbita geoestacionaria alrededor de la Tierra (35,786 km por encima del geoide terrestre) la velocidad orbital es de 3 km/s.
• La Luna orbita a 1.052 km/s.

En 2021, el turismo espacial lleva a los pasajeros ligeramente por debajo de los 100 km, por lo que son vuelos suborbitales.

N.B.:
Sustentación = 1/2 densidad volumétrica de la atmósfera (en kg/m³) x área de referencia (en m²) x coeficiente de sustentación (sin unidad) x el cuadrado de la velocidad (en m/s).