Linia Kármána to wysokość granicy między ziemską atmosferą a przestrzenią kosmiczną. To 100 km lub 328, 084 stóp. Wartość pochodzi z Fédération Aéronautique Internationale, i jest to ta sama wartość, której NASA używa do określenia granicy między atmosferą naszej planety a przestrzenią kosmiczną.
Jeśli jesteś taki jak ja, najwyższa wysokość, na jakiej kiedykolwiek byłeś z poziomu morza to około 30 000 stóp do 40 000 stóp, co jest zakresem wysokości, na których przelatuje większość komercyjnych samolotów.
Dla pewnego kontekstu, najwyższą górą na ziemi jest Mt. Everest, ze szczytem na 29,029 ft, mierzonym w odniesieniu do poziomu morza.
Granica między ziemią a przestrzenią kosmiczną, na 328,084 ft, jest z grubsza 11 razy wyższa niż Mt. Everest, jak również najwyższa, na jakiej prawdopodobnie kiedykolwiek byłeś. Spróbuj to sobie wyobrazić przez chwilę.
Jeśli ten obraz nie daje ci poczucia zachwytu, być może inny sposób myślenia o tym będzie. Zastanówmy się, ile energii kinetycznej zyskuje się dzięki sile grawitacji na tej wysokości. Wszakże gdybyś skoczył z takiej wysokości, pole grawitacyjne ziemi przekazałoby ci energię w formie ruchu. Grawitacja przyspieszyłaby cię do pewnej prędkości. Pojawia się więc naturalne pytanie: gdybyś spadł z powrotem na ziemię z linii Karmana, jak szybko byś się poruszał po uderzeniu w ziemię? Obliczymy górną granicę tej prędkości. To znaczy, jaka jest największa prędkość, z jaką poruszałbyś się po uderzeniu w ziemię, gdybyś doświadczył zerowego oporu powietrza.
Przyspieszenie ziemskie wynosi g = 9,8 metra/sekundę² lub 21,9 mili/godzinę².
Używając jednego z równań kinematycznych, można określić prędkość, z jaką uderzysz w ziemię.
d = vt + (1/2)at²
Na wypadek, gdybyś chciał samemu to obliczyć, d to odległość, t czas, a przyspieszenie (w tym przypadku g).
Po pierwsze, musisz rozwiązać czas potrzebny do spadania na odległość 328,084 stóp. Zajęłoby Ci to 143 sekundy lub około 2,5 minuty. Przez każdą godzinę przyspieszałbyś o 21,9 mph z powodu grawitacji.
Do czasu, gdy uderzyłbyś w ziemię, poruszałbyś się z prędkością 3,131 mph.
Ponadto, pamiętaj, że te obliczenia pomijają efekt oporu powietrza, którego doświadcza spadająca osoba. Tak więc, w rzeczywistości będziesz poruszał się znacznie wolniej niż to, ale to daje ci pewne poczucie ilości energii uzyskanej z grawitacji na tej wysokości.
Więc, jak wysoko jest przestrzeń kosmiczna? Na tyle wysoko, że gdybyś skoczył stamtąd i nie doświadczył oporu powietrza, osiągnąłbyś prędkość 3131 mil na godzinę. To szybciej niż prędkość dźwięku o 767 mil na godzinę. Gdybyś nadal poruszał się z tą prędkością, mógłbyś przebyć drogę z Los Angeles do Nowego Jorku w mniej niż godzinę.
Oczywiście, gdy uwzględnisz opór powietrza, przekonasz się, że osiągasz prędkość końcową. To jest kalkulacja, którą najlepiej zostawić na inny esej, ale jest to około połowa prędkości przewidywanej przez model bez oporu powietrza. Dla pewnego kontekstu, wyczynowy skoczek spadochronowy Felix Baumgartner posiada rekord prędkości końcowej osiągniętej podczas skoku ze spadochronem. Osiągnął on prędkość 834 mph skacząc z wysokości 128 100 stóp, około 40% wysokości linii Karmana.
Ten esej został pierwotnie opublikowany na Things Pondered, blogu o przecięciu nauki i społeczeństwa.