Аналог линии Кармана на других небесных телах

Я не знаю, чтобы кто-нибудь использовал линию Кармана на другой планете, но вычислить ее несложно. Я получаю около 88 км для Марса.

Уравнение$r\,\rho(r)={2m\over A\,C_L}$, куда$r$- радиус линии Кармана от центра тела,$\rho$- плотность как функция радиуса,$m$масса самолета,$A$площадь в плане, а$C_L$- коэффициент подъемной силы. фон Карман выбрал некоторые репрезентативные значения для$m\over A$а также$C_L$, чего я не знаю. Но мне не нужно знать. я могу рассчитать${2m\over A\,C_L}$подключив линию Кармана для Земли к$r\,\rho(r)$. я понимаю${2m\over A\,C_L}=3.6\,\mathrm{kg\over m^2}$. Используйте это и профиль плотности любого другого тела, чтобы получить его линию Кармана.

По этому определению вы уже находитесь в космосе, лежа на спине на Луне.

Хотя я не знаю никого, кто бы использовал линию Кармана за пределами Земли, используется высота интерфейса входа. По определению фаза входа начинается при пересечении этой высоты. Он достаточно высок, чтобы не было заметно ускорений от атмосферы, но достаточно низок, чтобы вам не приходилось долго ждать, чтобы увидеть такие ускорения.

На Земле для Аполлона она была определена как 400 000 футов, или около 122 км. На Марсе она была определена как 125 км. Это когда$n$начинаются минуты ужаса.

Сам Карман определил бы это для неземных тел точно так же, как и для Земли:

Высота, на которой атмосфера становится настолько тонкой, что аэродинамическая подъемная сила, достаточно сильная, чтобы поддерживать самолет, возникает только при скоростях полета, превышающих орбитальную скорость.

Так что вы могли бы также назвать это границей между атмосферой и космосом, насколько это касается движения. http://books.google.com/books?id=dTwIDun4MroC&pg=PA84#v=onepage&q&f=false

Я немного остановлюсь на ответе Марка, начиная с основной формулы$R\rho = 2m/(A*Cl)$. Над тропосферой плотность падает экспоненциально, как$rho = rho_0 \exp(-h/H_0)$куда$H_0$высота шкалы. Это означает, что вам нужно решить уравнение вида:

$$rhs = (R+h)*\exp(-h/H_0), rhs = 2m/(A*Cl*\rho_0)$$ Это можно решить аналитически, используя W-функцию Ламберта, которая является обратной $w(x)$из $x*\exp(x)$. Ответ оказывается $r = -H_0W(-1,y)-R, y=-\exp(-R/H_0)*rhs/H_0$. Обозначение $W(-1,x)$указывают, что используется ветвь -1 W-функции Ламберта . Используя стандартную модель атмосферы ISA над тропосферой, m ~ 10000 кг, Cl ~ 0,5, A = 30 (типичный небольшой истребитель), ответ составляет около 93 км. Используя состав атмосферы других планет, это должно быть относительно легко вычислить.

Определенная «линия Кармана» на высоте 100 км (62,14 мили) на самом деле не соответствует действительности. Истинная линия, о которой упоминал Теодор Карман, составляла 57 миль / 91,5 км. В конце концов, Карман и FAI просто взяли следующее по величине значение с двойным 0 в метрических единицах, равное 100 км, и определили его как «линию Кармана». Однако 57 миль — это слишком много. Ухох определил, что то, что считается линией Кармана, на самом деле должно проходить на расстоянии 50 миль (80,5 км), что является определенной США космической границей и вокруг мезопаузы (граница мезо-/термосферы).

Итак, на Земле космическое пространство начинается в мезопаузе на расстоянии около 80,5 км.

Что касается других планет и лун, это зависит от того, насколько высоко поднимается атмосфера, что не обязательно является окончательным из приземного давления воздуха. Давление на поверхности Марса аналогично давлению в стратосфере Земли, места с самым высоким давлением воздуха (0,012 атм) находятся на высоте около 19 миль (30 км) над поверхностью Земли. Я не знаю, насколько высоко он достигает, но Марк Адлер уже сказал вам, что это, очевидно, 88 км (54,7 мили).

Таким образом, на Марсе оно составляет 54,7 мили (88 км) и, следовательно, выше, чем на Земле, несмотря на то, что поверхностное давление ниже земного.

Атмосфера Венеры (давление у поверхности: 91,8 атм) достигает очень высокой высоты, до 200–250 миль (320–400 км).

А атмосфера Титана (давление у поверхности: 1,45 атм) достигает еще выше, до 300-400 миль (480-640 км).

Четыре газовые планеты состоят только из газа, за исключением, вероятно, ядра (у Сатурна, однако, нет твердого ядра), поэтому вы можете рассматривать высоту атмосферы только по поверхности ядра (ядра примерно такого же размера, как вся планета Земля) или от то, что определяется как земной уровень атмосферного давления, поэтому высота, на которой начинается космос, может быть аналогична высоте на Земле.

Спутник Нептуна Тритон и «карликовые планеты» Плутон и Эрида имеют поверхностное давление воздуха, аналогичное давлению в мезосфере Земли (около 1 Па), из чего можно сделать вывод, что оно не очень высокое, однако атмосфера Плутона действительно такова, однако я не знаю, как точно высокий. Возможно, похожий на Землю.

Спутник Юпитера Ио имеет атмосферное давление до 40 нбар в некоторых местах вблизи вулканов. Вся столкновительная атмосфера Ио также достигает довольно высокой высоты (возможно, такой же высоты, как космическая граница Земли), но такое высокое давление наблюдается только в этих местах.

Вопрос о космической границе и ответ Ухоха на него