Der Beginn des Weltraums und der Raumfahrt ist etwas schwer zu klassifizieren, da die Grenze zwischen einer Atmosphäre und dem Vakuum des Weltraums sehr fließend ist. Eine Weltraumgrenze ist danach zu definieren, was man unter Luft und Raum versteht bzw. was man in diesen Dingen für wichtig hält. Die Weltraumgrenze kann eher eine Luftdruckgrenze als eine Höhengrenze sein und sollte für alle Himmelskörper gelten.
Eine der folgenden Höhen und Drücke könnte als Grenze zwischen einer Atmosphäre und dem Weltraum / zwischen Luft- und Raumfahrt festgelegt werden (einige davon basieren auf meinen persönlichen Raumfahrterfahrungen in Orbiter2016):
60.000 ft (18.3 km) ist die Armstrong-Grenze, oberhalb derer der Außenluftdruck so niedrig ist, dass man einen Druckanzug (wie einen Raumanzug) benötigt. Wasser würde bei der Temperatur Ihres Körpers kochen. Ihr Körper betrachtet also den Raum oberhalb der Armstrong-Grenze als Vakuum und Sie können ohne Druckanzug oder Kabine nicht mehr überleben. 90 % der Masse der Erdatmosphäre befindet sich unter Ihnen. Die FAA-Luftraumvorschriften enden an der Armstrong-Grenze. Der Himmel wird bereits oberhalb von 60.000 ft sehr dunkel und Sie würden die hellsten Sterne und Planeten am Mittag sehen. Die Armstrong-Grenze markiert den Beginn des Nahraums, ein Übergangsbereich zwischen Luftraum und Weltraum. Betrachtet man sie bereits als Weltraumgrenze, würden folgende Himmelskörper als Körper mit Atmosphäre gelten: Venus, Erde, Titan und die vier Gasriesen.
115.000 ft (35 km) Der Tripelpunkt von Wasser. Oberhalb dieser Höhe kann Wasser im Freien nicht mehr in flüssigem Zustand existieren. Wassereis würde sublimieren (verdampfen), nicht schmelzen. Der Tripelpunkt von Wasser liegt bei einem Druck von etwa 611,7 pa (0,088 psi). In dieser Höhe befindet sich auch die obere Grenze der Ozonschicht, über der die UV-Strahlung kaum noch geblockt wird. Oberhalb dieser Höhe ist der Himmel komplett schwarz und wird auch nicht mehr schwärzer werden. Sie würden mittags alle Sterne und Planeten hell genug sehen (z. B. den Orion im Sommer). Düsenflugzeuge können nicht mehr waagerecht fliegen und der Höhenrekord für ein Düsenflugzeug liegt bei einer MiG-25M in etwa 8.000 ft (2,5 km) über dieser Höhe. Wenn man den Druck des Tripelpunkts von Wasser als Weltraumgrenze betrachtet, muss man den Mars in die Liste der Körper mit beträchtlicher Atmosphäre aufnehmen.
32 mi (51,5 km) Die Stratopause (Grenze zwischen Stratosphäre und Mesosphäre). Die Temperatur hört auf zu steigen und beginnt mit der Höhe zu sinken. Oberhalb von 32 mi fällt der Luftdruck unter 0,01 psi. Wenn Sie diese oder eine niedrigere Höhe als Weltraumgrenze betrachten, beachten Sie, dass Juri Gagarin für Sie nicht der erste Mensch im Weltraum war. Der erste Mensch im Weltraum wäre der amerikanische Pilot Joseph Walker, der am 30. März 1961, ein paar Tage vor Gagarins Raumflug, etwas mehr als 32 mi in der X-15 erreichte.
200.000 ft (61 km) Wie ich aus einem Flug mit Orbiter2016 schließe, fällt der Druck oberhalb dieser Höhe auf unter 0,003 psi. Dort ist er so niedrig, dass man nichts mehr hören kann, es gibt keinen Schall und man ist oberhalb dieser Höhe praktisch taub. Allerdings nur im Außenbereich, da der Schall natürlich immer noch durch das Raumschiff dringt. Ebenfalls oberhalb von ca. 200.000 ft beginnt die Ionosphäre. Ballonfahrten sind dann nicht mehr möglich. Der höchste unbemannte Ballon erreichte eine Höhe von 173.900 ft (53 km) und der höchste bemannte Ballon (geflogen von Alan Eustace) erreichte etwa 136.000 ft (41,5 km). Oberhalb von 200.000 ft können Sie in Ihrem Raumflugzeug schwerelos werden, ohne dass Sie das Joch drücken müssen. Siehe diese Antwort zur Verdeutlichung.
71 km (230.000 ft) Das ist ungefähr das niedrigste Perigäum, das ich in Orbiter2016 erreicht habe und weiter um die Erde kreiste. Die Umlaufbahn hat sich nicht viel verändert, sie blieb ziemlich stabil.
50 mi (80,47 km) Dies ist die Weltraumgrenze, wie sie von der NASA, der USAF und der FAA definiert wird. Es ist die Mesopause (Mesosphären-Thermosphären-Grenze): die Temperatur hört auf zu sinken und beginnt wieder zu steigen. Der Druck fällt oberhalb dieser Höhe unter 1 Pa / 0,00015 psi. Sie ist definiert als der Punkt, an dem man sich mehr auf den Raketenflug als auf den Luftauftrieb konzentrieren muss. Ab dieser Höhe übernimmt die Astrodynamik die Rolle der Aerodynamik. Wenn Sie hier die Weltraumgrenze betrachten, müssen Sie Pluto, Eris und Triton zu den Himmelskörpern hinzufügen, die eine beträchtliche Atmosphäre haben.
83,6 km (51.9 mi) Theodore von Kármán berechnete, dass in dieser Höhe die Atmosphäre zu dünn wird, um einen Raumflug zu unterstützen.
53 mi (85.3 km) Das ist ungefähr der Punkt, an dem in Orbiter2016 mein Raumschiff beim Wiedereintritt aus der Umlaufbahn zu glühen beginnt. Ich vermute, dass auch das Space Shuttle in dieser Höhe zu glühen begann. Bei dieser Höhe erhalte ich die Ruderkontrolle zurück.
57 mi (91,5 km) Die ursprüngliche Kármán-Linie: Die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, um Auftrieb zu erzeugen, muss die Orbitalgeschwindigkeit sein. Der aerodynamische Auftrieb beträgt 2 %, während 98 % des Fahrzeuggewichts von der Zentrifugalkraft getragen werden. Während kreisförmige Umlaufbahnen in dieser Höhe unmöglich sind, kann ein Raumfahrzeug in einer elliptischen Umlaufbahn ein Perigäum bei 230.000 Fuß erreichen und es recht stabil halten.
100 km (62,14 mi) Was derzeit als Kármán-Linie bezeichnet und von der FAI als Weltraumgrenze festgelegt wird. Es ist nur der nächsthöhere Doppel-Null-Wert in metrischen Einheiten, um die „Kármán-Linie“ „einprägsamer“ zu machen, und entbehrt jeglicher Grundlage in physikalischen Eigenschaften.
65 mi (105 km) In Orbiter2016 beginnt das Gravimeter meiner Raumsonde um diese Höhe herum eine beträchtlichere g-Kraft abzulesen, wenn sie aus dem Orbit wieder eintritt (oder wenn sie einen elliptischen Orbit mit einem Perigäum hat, das so niedrig ist).
118 km (73 mi) Zitat aus Wikipedia 1: „Im Jahr 2009 berichteten Wissenschaftler über detaillierte Messungen mit einem Supra-Thermal Ion Imager (ein Instrument, das die Richtung und Geschwindigkeit von Ionen misst), die es ihnen erlaubten, eine Grenze bei 118 km (73 mi) über der Erde festzulegen. Die Grenze stellt den Mittelpunkt eines allmählichen Übergangs über Dutzende von Kilometern von den relativ sanften Winden der Erdatmosphäre zu den heftigeren Strömen geladener Teilchen im Weltraum dar, die Geschwindigkeiten von weit über 268 m/s erreichen können.“
120 km Dies ist der Punkt, an dem mein Raumfahrzeug in Orbiter2016 beginnt, beim Wiedereintritt aus der Umlaufbahn einen erheblichen atmosphärischen Widerstand zu erfahren. Wenn Sie die Weltraumgrenze auf diese Höhe oder höher setzen, müssen Sie Io in die Liste der Körper mit beträchtlicher Atmosphäre aufnehmen.
122 km (400.000 ft) Die Wiedereintrittshöhe der NASA für das Space Shuttle, die als Beginn eines größeren atmosphärischen Widerstandes definiert ist.
150 km (93 mi) Oberhalb dieser Höhe ist eine stabile kreisförmige Umlaufbahn möglich.
700 km (450 mi) Die Thermopause / Exobasis (Ende der kollidierenden Atmosphäre). Oberhalb dieser Höhe geht die Atmosphäre in eine Exosphäre über, die sich nicht mehr wie Gas verhält. Die Moleküle kollidieren nicht mehr miteinander und werden durch den Sonnenwind von der Erde weggetrieben und erreichen Fluchtgeschwindigkeit. Wenn man dies als Weltraumgrenze betrachtet, muss man Callisto in die Gruppe der Körper mit nennenswerter Atmosphäre aufnehmen. Außerdem müsste man nur die folgenden Flüge als Weltraumflüge einstufen: Gemini 10, Gemini 11, Apollo 8 und Apollo 10-17. Alle anderen Raumflüge würden nicht dazu zählen.
10.000 km (6.214 mi) Ende der Exosphäre. Oberhalb dieser Höhe herrscht ein absolutes Vakuum. Wenn man dies als Weltraumgrenze betrachtet, würden nur Apollo 8 und Apollo 10-17 als Raumflüge zählen.
35.786 Kilometer (22.236 Meilen) Geostationäre Umlaufbahn. Das hat zwar nichts mit Luftdruck/Dichte und Vakuum zu tun, aber einige Äquatorländer beanspruchen Rechtsanspruch auf das Territorium bis zur Höhe des geostationären Orbits.
Ich persönlich halte 200.000 Fuß (61 km) für die Weltraumgrenze. Am wenigsten plausibel sind für mich die Grenze bei 100 km und die Grenze auf der geostationären Umlaufbahn, aus den oben genannten Gründen.