A Fronteira do Espaço: Onde Ele Realmente Começa?

Às Portas do Cosmos: Onde Começa o Espaço?

Parece que o espaço começa além da atmosfera terrestre, mas não é uma boa definição porque, à medida que a altitude aumenta, a atmosfera se torna menos densa sem realmente desaparecer; ela se rarefaz progressivamente.

A atmosfera começa na superfície da Terra (troposfera de 0 km a 20 km de altitude) e se estende a altitudes extremamente altas (exosfera de 1000 km a 50.000 km de altitude).

Com base nos dados coletados pela missão Soho, uma equipe franco-russa calculou que a atmosfera se estendia até 630.000 km além da Terra (1,5 vezes mais longe que a Lua).

A atmosfera se dilui no espaço até formar uma nuvem extremamente dispersa de átomos de hidrogênio (10 a 70 átomos por cm³) chamada "geocorona."

No nível da Lua, há apenas 200 átomos por decímetro cúbico, quase o vácuo.

Linha de Kármán

O turismo espacial começou em 11 de julho de 2021!

Richard Branson e seu foguete SpaceShipTwo (SS2) VSS Unity têm mais de 600 clientes dispostos a pagar 250.000 dólares para visitar o espaço. Em 20 de julho de 2021, um assento de 28 milhões de dólares foi leiloado para acompanhar Jeff Bezos ao espaço (primeiro voo de turismo espacial da empresa Blue Origin).

Mas Onde Começa o Espaço?

O espaço está localizado no limite entre o voo aeronáutico (aviões) e o voo astronáutico (satélites). Esta linha é chamada de Linha de Kármán (Theodore von Kármán, engenheiro e físico húngaro 1881-1963). Esta fronteira imaginária foi calculada a 100 km acima da superfície da Terra. Corresponde à altitude a partir da qual a atmosfera se torna muito rarefeita para a aeronáutica. Um avião só pode permanecer em voo se for sustentado pelo ar circundante, com suas asas fornecendo sustentação. Quanto mais alto um avião voa, menos sustentação o ar rarefeito fornece, exigindo uma velocidade cada vez maior para manter a sustentação e compensar a diminuição da densidade do ar à medida que sobe em altitude; caso contrário, a gravidade o puxa para baixo.

A questão então é: a que velocidade se deve viajar na atmosfera para ser sustentado pela força de sustentação aerodinâmica?

O avião deve alcançar a velocidade orbital.

A Linha de Kármán marca a altitude onde a velocidade de voo exigida é igual à velocidade orbital. Para colocar um satélite em órbita, deve-se imprimir uma velocidade mínima para que ele possa completar sua órbita. Esta velocidade deve se aproximar de 7,9 km/s (28.440 km/h). Para que o satélite não seja desacelerado em seu caminho pela fricção atmosférica, ele deve ser posicionado acima da atmosfera, pelo menos 100 km acima da Terra.

A Velocidade Orbital Varia de Acordo com a Altura da Órbita Terrestre

• Para a Estação Espacial Internacional, a velocidade orbital é de aproximadamente 7,5 km/s.
• Em órbita geoestacionária ao redor da Terra (35.786 km acima do geoide terrestre), a velocidade orbital é de 3 km/s.
• A Lua orbita a 1,052 km/s.

Em 2021, o turismo espacial leva os passageiros ligeiramente abaixo de 100 km, portanto, são voos suborbitais.

N.B.:
Sustentação = 1/2 densidade volumétrica da atmosfera (em kg/m³) x área de referência (em m²) x coeficiente de sustentação (sem unidade) x o quadrado da velocidade (em m/s).