Atmosferin Sınırı

Uzay nerede başlar, atmosfer nerede biter? Bu konu aslında biraz karmaşık bir konudur, cevabı baştan vermek gerekirse atmosferin kaç kilometrede bittiği kesin değildir. Ancak bu cevap genel olarak kabul gören bir yükseklik olmadığı anlamına da gelmez

Atmosferin yoğunluğu, Dünya'nın yüzeyinden başlayarak yukarı doğru giderek seyrelir. Yani atmosfer deniz seviyesinde 760 mm cıva (Hg) iken yukarıya doğru çıktıkça seyrelir ve basınç miktarı da düşer, yaklaşık 1500 metrede ise basınç 640 mmHg, 5000 metrede 400 mmHg‘ya düşer.

Atmosferde yükseldikçe, dış tabakalara çıkıldıkça seyrek hale gelen atmosfer bir noktada hava araçlarını taşıyamayacak kadar azalır. Atmosferin "resmi" sınırı olarak kabul edilen nokta, uzay araştırmalarında kullanılan Kármán çizgisi olarak adlandırılır.

Kármán çizgisi, matematikçi ve fizikçi Theodore von Kármán'ın adını taşıyan bir kavramdır. Bu çizgi, atmosferle uzay arasındaki sınırı temsil eder.

Kármán çizgisi, genellikle 100 kilometre yükseklikte kabul edilir. Bu yükseklik, atmosferin hafif basınçtan ziyade serbest düşüş koşullarının hakim olduğu noktadır. Fédération Aéronautique Internationale (FAI) tarafından yapılan tanımlamaya göre de bu sınır kabul edilir, yani uzayın deniz seviyesinden itibaren yaklaşık 100 kilometre yüksekte başladığı kabul ediliyor. Son yıllarda bu sınırın 80 km'ye indirilmesi sıkça tartışılmaktadır.

Pratikte ise bu çizgiyi kesin olarak tanımlamak zordur çünkü atmosfer, yükseklikle birlikte giderek seyrekleşir ve sonuç olarak sınırlar belirsiz hale gelir. Bu nedenle, Kármán çizgisi sadece bir kılavuz olarak kabul edilir ve uzayın başlangıcı ve atmosferin sonu kesin bir sınır oluşturmaz.

Zira atmosferin bitiş sınırı genel olarak 960 km olarak kabul edilir, yani bu snırıa kadar çok seyrek de olsa hava (hidrojen ve helyum) bulunur. Hatta 1000 kilometre irtifada bile Dünya’nın etrafında hidrojen atomlarından oluşan bir bulut tabakası bulunur. Ancak atmosferin en dış katmanının yoğunluğu çok düşüktür. Bu nedenle nerede bittiğini söylemek hayli zor.

Ekzosfer ise atmosferin son katıdır. Üst sınırı kesin olmasa da yer yüzeyinden yaklaşık 10.000 kilometre yükseklikte olduğu kabul edilmektedir.

100 km yükseklikte olan Kármán çizgisinin uzay sınırı olarak seçilmesinin bir nedeni, yeryüzünden biraz daha uzaklaşıldığında hava direncinin daha az etkili olması ve uzay araçlarının yörüngede kalabilmesidir.

Bu sınırın üzerindeki irtifalarda hava direnci nedeniyle ortaya çıkan aerodinamik kuvvetlerin, hava aracının havada kalmasında ve kontrol edilmesinde bir etkisi olmuyor. Karman sınırının üzerinde bir cismin havada kalabilmek için çok yüksek hızda hareket etmesi gerekiyor.