De ruimte is 20 kilometer dichter bij de Aarde gekomen

Onze atmosfeer gezien vanuit het International Space Station
Deze foto is gemaakt vanuit het International Space Station en laat de verschillende lagen van de atmosfeer van de Aarde zien. De bovenste blauwe band is de mesosfeer. Boven deze band, op een hoogte van ongeveer 80 kilometer kan iets in een baan rond de Aarde draaien. Credit: NASA.

Nee, we hebben er niks van gevoeld maar wetenschappers hebben bepaald dat de ruimte 20 kilometer dichterbij ons is gekomen. Er is dan ook helemaal niks veranderd maar wetenschappers hebben in een onlangs gepubliceerd artikel beschreven waar de atmosfeer van onze planeet ophoudt en de ruimte begint.

Als de berekeningen van astrofysicus Jonathan McDowell juist zijn dan ligt de grens waar de wetten van onze atmosfeer over gaan naar de wetten van de omliggende ruimte ongeveer 20 kilometer dichterbij dan eerdere schattingen aangaven. McDowell is verbonden aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Die grens werd bepaald in de tijd dat de eerste Spoetnik werd gelanceerd. De meest geaccepteerde grens is de zogenoemde Kármánlijn die op een hoogte van 100 kilometer is gelegd.

Volgens McDowell is de Kármánlijn die tegenwoordig door de meeste wetenschappers wordt geaccepteerd, gebaseerd op tientallen jaren van verkeerd geïnterpreteerde informatie die geen rekening houdt met de echte baangegevens. Nu is McDowell specialist op het gebied van het verwerken van gegevens dus hij kon een heel duidelijk onderbouwd antwoord geven op de vraag waar de ruimte begint. 

Waar satellieten vallen

Voor zijn onderzoek gebruikte McDowell de baangegevens van ongeveer 43.000 satellieten. Deze informatie kreeg hij van NORAD, het North American Aerospace Defense Command. Deze organisatie houdt het luchtruim boven de Verenigde Staten en Canada in de gaten. De meeste van deze satellieten bevonden zich ver van de voorgestelde Karmanlijn en waren dus voor McDowell niet interessant. Deze satellieten bevinden zich overduidelijk in de ruimte.

Er bleven 50 satellieten over. Alvorens deze satellieten aan het einde van hun levensduur, op een hoogte van minder dan 100 kilometer, draaiden deze satellieten op een hoogte van minder dan 100 kilometer minimaal twee keer rond de Aarde. Bijvoorbeeld voor in 1997 in de atmosfeer te vallen en daar te verbranden draaide bijvoorbeeld de Russische Elektron-4 op een hoogte van 85 kilometer nog 10 keer rond de Aarde

Uit de gegevens bleek duidelijk dat de wetten van de ruimte zich nog doen gelden op een hoogte lager dan 100 kilometer. Toen McDowell een wiskundig model gebruikte om het exacte punt te berekenen waarop satellieten uit hun baan geraken en in de dampkring gaan verbranden ontdekte hij dat dit op een hoogte is tussen 66 en 88 kilometer. Echter, als een satelliet onder de 80 kilometer hoogte komt is er geen hoop meer op een ontsnapping.

Astronautenvleugels

Om deze reden koos McDowell 80 kilometer als de echte grens met de ruimte. Dit getal komt ook heel mooi overeen met verschillende andere culturele en atmosferische factoren. Zo kregen Amerikaanse luchtmachtpiloten in de jaren 50 “astronautenvleugels” als decoratie als ze met hun vliegtuig boven de 80 kilometer waren gekomen.

Atmosferisch klopt het ook. De mesopauze, de koudste gordel van de atmosfeer van de Aarde, strekt zich uit tussen 84 en 100 kilometer. Op deze hoogte verandert de chemische samenstelling van de atmosfeer enorm en komen er veel meer geladen deeltjes voor. Onder de onderste grens van de mesopauze heeft de atmosfeer van de Aarde een veel grotere invloed op objecten.

Daarnaast is het opmerkelijk dat meteoren, die veel sneller bewegen, meestal op een hoogte van 70 tot 100 kilometer uit elkaar vallen waarmee volgens McDowell het bewijs dat in dit gebied de atmosfeer belangrijker wordt, wordt versterkt.

Wat betekent dat nu dat de grens tussen de Aarde en de ruimte 20% lager is dan algemeen wordt geaccepteerd? Het verandert helemaal niets aan de manier waarop raketten worden gelanceerd of natuurlijke interacties met de ruimte plaatsvinden maar het is misschien wel belangrijk bij politieke en territoriale onderwerpen.

Het luchtruim boven een land wordt algemeen beschouwd als deel van dat land. De ruimte daarentegen is voor iedereen. Als het begin van de ruimte wordt gedefinieerd op 80 kilometer en de Verenigde Staten vliegen met een ongeautoriseerde satelliet op een hoogte van 85 kilometer over China heen dan kan dat als een daad van agressie worden beschouwd.

Om deze reden hebben de Verenigde Staten altijd fel geageerd tegen het instellen van universele grenzen in de ruimte. De voorgestelde hoogte van McDowell als universele grens met de ruimte zal het daarom op korte termijn wel niet halen. Maar als je in je dagelijkse drukke leven eens omhoogkijkt dan weet je dat de ruimte nu een stukje dichterbij is gekomen.

Von Kármán

De grens met de ruimte is op initiatief van de Hongaars-Amerikaanse natuurkundige en ingenieur Theodore von Kármán (1881-1963) tot stand gekomen en draagt daarom zijn naam.

 

Eerste publicatie: 7 augustus 2018