O início do espaço exterior e dos voos espaciais é algo difícil de classificar porque a fronteira entre uma atmosfera e o vácuo do espaço é muito fluida. Uma fronteira espacial deve ser definida de acordo com o que se considera ar e espaço / o que se considera importante nestes assuntos. A fronteira espacial pode ser uma fronteira de pressão aérea em vez de uma fronteira de altitude, e deve aplicar-se a todos os corpos celestes.
Uma das seguintes altitudes e pressões pode ser definida como uma fronteira entre uma atmosfera e o espaço / entre o ar e os voos espaciais (alguns deles baseiam-se na minha experiência pessoal de voos espaciais em Orbiter2016):
60.000 pés (18.3 km) O limite Armstrong acima do qual a pressão do ar exterior é tão baixa que é necessário um fato pressurizado (como um fato espacial). A água ferveria à temperatura do seu corpo. Assim, o seu corpo considera o espaço acima da linha Armstrong como sendo de vácuo e já não consegue sobreviver sem um fato ou cabine pressurizados. 90% da massa da atmosfera da Terra está abaixo de si. A legislação do espaço aéreo da FAA termina no limite de Armstrong. O céu fica muito escuro já acima dos 60.000 pés e ao meio-dia vê-se as estrelas e planetas mais brilhantes. O limite de Armstrong marca o início do espaço próximo, uma área de transição entre o espaço aéreo e o espaço exterior. Se já considerarmos a fronteira espacial, os seguintes corpos celestiais contariam como corpos com atmosferas: Vénus, Terra, Titã, e os quatro gigantes de gás.
115.000 pés (35 km) O ponto triplo de água. Acima dessa altitude a água já não pode existir em estado líquido no exterior. A água gelada sublimaria (evaporaria), não derreteria. O ponto triplo de água está a uma pressão de cerca de 611,7 pa (0,088 psi). A esta altitude existe também o limite superior da camada de ozono acima da qual existe um pequeno bloco de radiação UV. Acima dessa altitude, o céu é completamente negro e não vai ficar mais negro. Vê-se todas as estrelas e planetas suficientemente brilhantes ao meio-dia (como o Orion no Verão). Os aviões a jacto já não podem voar nivelados e o recorde de altitude de um avião a jacto é um MiG-25M cerca de 8.000 pés (2,5 km) acima dessa altitude. Se considerarmos a pressão do ponto triplo de água como sendo o limite do espaço, devemos acrescentar Marte à lista de corpos com atmosferas consideráveis.
32 mi (51,5 km) A estratopausa (borda estratosférica-mesosfera). A temperatura pára de aumentar e começa a decrescer com a altitude. Acima dos 32 mi, a pressão do ar cai abaixo dos 0,01 psi. Se considerar isto ou uma altitude inferior a borda espacial, note que Yuri Gagarin não foi o primeiro homem no espaço para si. O primeiro homem no espaço seria o piloto americano Joseph Walker que atingiu ligeiramente mais de 32 mi no X-15 em 30 de Março de 1961, alguns dias antes do voo espacial de Gagarin.
200.000 pés (61 km) Como concluo de voar em Orbiter2016, acima dessa altitude, a pressão cai abaixo dos 0,003 psi. Aí é tão baixo que já não se consegue ouvir, já não há som e, no essencial, é-se surdo acima dessa altitude. Apenas lá fora, uma vez que o som ainda viajaria através da sua nave espacial, claro. Também acima de cerca de 200.000 pés começa a ionosfera. O voo de balão já não é possível. O balão não tripulado mais alto atingiu uma altitude de 173.900 pés (53 km) e o mais alto tripulado (pilotado por Alan Eustace) atingiu cerca de 136.000 pés (41,5 km). Acima dos 200.000 pés pode ficar sem peso no seu avião espacial sem ter de empurrar o jugo. Ver esta resposta para esclarecimento.
71 km (230.000 pés) Isto é cerca do perigeu mais baixo que alcancei em Orbiter2016 e continuei a orbitar a Terra. A órbita não mudou muito, permaneceu bastante estável.
50 mi (80,47 km) Esta é a fronteira espacial como definida pela NASA, a USAF e a FAA. É a mesopausa (fronteira mesosfera-termosfera): a temperatura pára de diminuir e começa a aumentar novamente. A pressão cai abaixo de 1 Pa / 0,00015 psi acima dessa altitude. É definido como o local onde se tem de colocar mais esforço em voo movido a foguetes em vez de flutuabilidade do ar. Astrodinâmica toma o lugar da aerodinâmica em torno dessa altitude. Se considerarmos a fronteira espacial aqui, devemos adicionar Plutão, Eris e Tritão aos corpos celestes que têm uma atmosfera considerável.
83,6 km (51,9 mi) Theodore von Kármán calculou que a essa altitude a atmosfera se torna demasiado fina para suportar o voo aeronáutico.
53 mi (85,3 km) Isto é aproximadamente onde em Orbiter2016 a minha nave espacial começa a brilhar ao reentrar da órbita. Suponho que o Vaivém Espacial começou também a brilhar à volta dessa altitude. Recupero o controlo do leme em torno dessa altitude.
57 mi (91,5 km) A linha Kármán original: a velocidade de um veículo para gerar elevação deve ser a velocidade orbital. A elevação aerodinâmica é de 2% enquanto 98% do peso do veículo é transportado por força centrífuga. Enquanto as órbitas circulares são impossíveis a essa altitude, uma nave espacial numa órbita elíptica pode atingir um perigeu a 230.000 pés e permanecer bastante estável.
100 km (62,14 mi) O que é actualmente referido como a linha de Kármán e definido pela FAI como fronteira espacial. É apenas o valor mais próximo do dobro-0 em unidades métricas para tornar a “linha Kárman” “mais memorável”, sem qualquer base em propriedades físicas.
65 mi (105 km) Em Orbiter2016, o gravímetro da minha nave espacial começa a ler uma força g mais considerável em torno dessa altitude ao reentrar da órbita (ou ao ter uma órbita elíptica com um perigeu a atingir essa baixa).
118 km (73 mi) Citação da Wikipedia 1: “Em 2009, cientistas relataram medições detalhadas com um Supra-Thermal Ion Imager (um instrumento que mede a direcção e velocidade dos iões), o que lhes permitiu estabelecer um limite a 118 km (73 mi) acima da Terra. O limite representa o ponto médio de uma transição gradual ao longo de dezenas de quilómetros dos ventos relativamente suaves da atmosfera terrestre para os fluxos mais violentos de partículas carregadas no espaço, que podem atingir velocidades bem superiores a 268 m/s (600 mph)”
120 km (75 mi) É aqui que em Orbiter2016 a minha nave começa a experimentar um significativo arrastamento atmosférico ao reentrar da órbita. Se definir a fronteira espacial a esta altitude ou superior, deve incluir Io na lista de corpos com atmosferas consideráveis.
400.000 pés (122 km) A altitude de reentrada da NASA para o Vaivém Espacial, definida como o início de um arrastamento atmosférico mais significativo.
93 mi (150 km) Acima dessa altitude, é possível uma órbita circular estável.
450 mi (700 km) A termopausa / exobase (fim da atmosfera de colisão). Acima dessa altitude, a atmosfera torna-se uma exosfera que já não se comporta como gás. As moléculas não colidem umas com as outras e são dispersas da Terra pelo vento solar, atingindo velocidade de fuga. Se considerarmos isto a fronteira espacial, devemos incluir Calisto no grupo de corpos com atmosferas consideráveis. Terá também de classificar apenas os seguintes voos como voos espaciais: Gemini 10, Gemini 11, Apollo 8 e Apollo 10-17. Todos os outros voos espaciais não contariam como qualquer.
10.000 km (6.214 mi) Fim da exosfera. Acima dessa altitude, há um vácuo absoluto. Se considerarmos isto a fronteira espacial, apenas a Apollo 8 e Apollo 10-17 teriam de contar como voos espaciais.
35.786 quilómetros (22.236 milhas) Órbita geoestacionária. Embora isto nada tenha a ver com pressão/densidade do ar e vácuo, alguns países equatoriais reivindicaram o direito legal no território até à altitude da órbita geoestacionária.
Como para mim, considero 200.000 pés (61 km) a fronteira espacial. As menos plausíveis para mim são a de 100 km e a da órbita geoestacionária, devido às razões escritas acima.