Análogo de la línea Karman en otros cuerpos celestes

No conozco a nadie que use una línea Kármán en otro planeta, pero no es difícil de calcular. Me salen unos 88 km para Marte.

la ecuacion es$r\,\rho(r)={2m\over A\,C_L}$, dónde$r$es el radio de la línea de Kármán desde el centro del cuerpo,$\rho$es la densidad en función del radio,$m$es la masa de la aeronave,$A$es el área de la forma en planta, y$C_L$es el coeficiente de sustentación. von Kármán eligió algunos valores representativos para$m\over A$y$C_L$, que no sé. Pero no necesito saberlo. puedo calcular${2m\over A\,C_L}$enchufando la línea Kármán para Tierra en$r\,\rho(r)$. Lo entiendo${2m\over A\,C_L}=3.6\,\mathrm{kg\over m^2}$. Usa eso y el perfil de densidad de cualquier otro cuerpo para obtener su línea Kármán.

Según esta definición, ya estás en el espacio acostado boca arriba en la Luna.

Aunque no conozco a nadie que use la línea Kármán fuera de la Tierra, lo que está en uso es la altitud de la interfaz de entrada. Por definición, la fase de entrada ha comenzado cuando se cruza esta altitud. Es lo suficientemente alto como para no tener aceleraciones perceptibles de la atmósfera, pero lo suficientemente bajo como para que no tengas que esperar mucho para ver tales aceleraciones.

En la Tierra para Apolo se definió como 400.000 pies, o unos 122 km. En Marte se ha definido como 125 km. Entonces es cuando el$n$Empiezan los minutos de terror.

El mismo Kármán lo habría definido para cuerpos no terrestres tal como lo hizo para la Tierra:

La altura donde la atmósfera se vuelve tan delgada que la sustentación aerodinámica lo suficientemente fuerte como para soportar un avión ocurre solo a velocidades superiores a la velocidad orbital.

Entonces, también podría llamarlo el límite entre la atmósfera y el espacio, en lo que respecta a la propulsión. http://books.google.com/books?id=dTwIDun4MroC&pg=PA84#v=onepage&q&f=false

Elaboraré un poco la respuesta de Mark a partir de la fórmula básica.$R\rho = 2m/(A*Cl)$. Por encima de la troposfera, la densidad cae exponencialmente como$rho = rho_0 \exp(-h/H_0)$dónde$H_0$es la altura de la escala. Esto significa que tienes que resolver una ecuación como:

$$rhs = (R+h)*\exp(-h/H_0), rhs = 2m/(A*Cl*\rho_0)$$ Esto se puede resolver analíticamente usando la función Lambert W, que es la inversa $w(x)$de $x*\exp(x)$. La respuesta resulta ser $r = -H_0W(-1,y)-R, y=-\exp(-R/H_0)*rhs/H_0$. la notación $W(-1,x)$indican que se utiliza la rama -1 de la función W de Lambert . Usando el modelo de atmósfera estándar de ISA sobre la troposfera, m~10000 kg, Cl~ 0.5, A=30 (avión de combate pequeño típico), la respuesta es aproximadamente 93 km. Usando la composición atmosférica de otros planetas, debería ser relativamente fácil calcular esto.

La "línea Kármán" definida a 100 km (62,14 millas) en realidad no es la verdadera. La línea verdadera que mencionó Theodore of Kármán estaba en 57 mi / 91.5 km. Finalmente, Kármán y la FAI simplemente tomaron el siguiente valor doble 0 en unidades métricas, que es 100 km, y lo definieron como la "línea de Kármán". Sin embargo, 57 millas también son demasiado altas. Uhoh determinó que lo que se considera que la línea de Kármán debería estar en realidad a 50 millas (80,5 km), que es el límite espacial definido por los EE. UU. y alrededor de la mesopausa (borde de la meso/termosfera).

Entonces, en la Tierra, el espacio exterior comienza en la mesopausa alrededor de 50 millas (80,5 km).

En cuanto a otros planetas y lunas, depende de qué tan alto alcance la atmósfera, lo que no es necesariamente concluyente a partir de la presión del aire en la superficie. La presión de la superficie marciana es análoga a la de la estratosfera de la Tierra, los lugares que tienen la presión de aire más alta (0,012 atm) están a unas 19 millas (30 km) sobre la superficie de la Tierra. No sé bien la altura que alcanza pero Mark Adler ya te dijo que obviamente son 88 km (54.7 mi).

Así que en Marte es 54,7 mi (88 km) y por lo tanto más alto que en la Tierra a pesar de que la presión en la superficie es más baja que la de la Tierra.

La atmósfera de Venus (presión superficial: 91,8 atm) alcanza una altura muy alta, hasta 200-250 mi (320-400 km).

Y la atmósfera de Titán (presión superficial: 1,45 atm) llega incluso más alto, hasta 300-400 mi (480-640 km).

Los cuatro planetas gaseosos consisten solo en gas, excepto en un núcleo probable (Saturno, sin embargo, no tiene un núcleo sólido), por lo que solo puede considerar una altitud de la atmósfera desde las superficies del núcleo (los núcleos son aproximadamente tan grandes como todo el planeta Tierra) o desde lo que se define como un nivel de presión atmosférica similar a la Tierra, por lo que la altitud a la que comienza el espacio puede ser similar a la de la Tierra.

La luna neptuniana Tritón y los "planetas enanos" Plutón y Eris tienen una presión de aire en la superficie similar a la de la mesosfera de la Tierra (alrededor de 1 Pa), por lo que podemos concluir que no es muy alta, sin embargo, la atmósfera de Plutón sí lo es, sin embargo, no sé cómo. alto exactamente. Tal vez como la Tierra.

La luna Io de Júpiter tiene una presión atmosférica de hasta 40 nbar en ciertos lugares cercanos a los volcanes. Toda la atmósfera de colisión de Io también alcanza una altura bastante alta (quizás tan alta como el borde espacial de la Tierra), pero esa presión tan alta se encuentra más bien en esos lugares solamente.

Pregunta sobre la frontera espacial y la respuesta de uhoh