Kosmos powrócił w ostatnim czasie do głównego nurtu za sprawą miliarderów – Richarda Bransona i Jeffa Bezosa. Ten pierwszy rzutem na taśmę w wyścigu o to, kto pierwszy znajdzie się w przestrzeni kosmicznej pokonał byłego już szefa Amazonu o zaledwie kilka dni. Ten drugi jednak twierdzi, że tam, gdzie dotarł ten pierwszy, to nie kosmos.

Dożyliśmy czasów w których podróże kosmiczne nie są realizowane już tylko przez gigantyczne agencje rządowe największych mocarstw na Ziemi, ale również przez zwykłych przedsiębiorców. Choć może przymiotnik zwykły w przypadku Bransona, Bezosa czy Muska nie jest dobrym doborem, bo panowie ci dysponują majątkiem przewyższającym łącznie majątek wszystkich innych żyjących na Ziemi ludzi. Jednak fakt pozostaje faktem. Podróże kosmiczne już niedługo będą codziennością. Tak mówi Richard Branson, założyciel Virgin Galactic, który kilka dni temu rozbudził ponownie fascynacje kosmosem zwykłych zjadaczy chleba. 71-latek spełnił, jak sam mówi, swoje dziecięce marzenia o locie w kosmos. Branson, i to w zasadzie rzutem na taśmę, wyprzedził tym czynem zaledwie o kilka dni innego multimiliardera, Jeffa Bezosa, który planuje udać się w przestrzeń kosmiczną 20 lipca. Ten drugi twierdzi jednak, że to on będzie prawdziwym pionierem, bo Branson w kosmosie wcale nie był.

Gdzie zaczyna się kosmos

Tak naprawdę, żeby dostać się w kosmos nie trzeba wcale długiej podróży. Zdecydowanie na dłuższych dystansach podróżujemy każdego lata na wakacyjne wyjazdy. Aby dostać się na wymarzony wypoczynek pokonujemy setki kilometrów, aby dostać się w przestrzeń kosmiczną wystarczy przebyć dystans odpowiadający drodze z Łodzi do Warszawy czyli około 100 km, mówi Geekwebowi Damian Jabłeka z Planetarium Śląskiego, założyciel strony i fanpage’a Dotknij Nieba (dotknijnieba.pl).

Planetarium Śląskie to największe i najstarsze planetarium i obserwatorium astronomiczne w Polsce. Zostało założone 4 grudnia 1955 roku w ówczesnym Wojewódzkim Parku Kultury i Wypoczynku (obecnie nazywany również Parkiem Śląskim) położonym w Chorzowie. W lipcu 2018 roku ruszyła modernizacja Planetarium, która planowo ma zakończyć się w 2021 roku.

Branson nie dotarł jednak na wysokość 100 km, jego podróż zakończyła się nieco wcześniej i to właśnie miał na mysli Bezos, który planuje osiągnięcie poziomu 100 km. 

To tak jakby nie dojechał z Łodzi do Warszawy ale zawrócił na wysokości Grodziska Mazowieckiego. Dlaczego 85 km ponad powierzchnią Ziemi to jeszcze nie kosmos, a 100 km już tak? Wszystko jest sprawą umowną. Obecnie przyjętą przez większość świata umowną granicą kosmosu jest 100 km – nazywamy to linią Kármána, mówi Damian Jabłeka.

Jednak żeby wytłumaczyć szerzej dlaczego tak jest musimy posłużyć się podstawami awiacji. Gdy lecimy samolotem unosimy się ponad Ziemią ponieważ samolot porusza się z dużą prędkością i posiada skrzydła. To właśnie specjalny kształt skrzydeł powoduje, że samolot się unosi. Skrzydła są wybrzuszone do góry, więc powietrze lecące dołem pokonuje mniejszą drogę niż to, które leci górą skrzydła. Musi więc ponad skrzydłem przyspieszyć, ciśnienie zaś zależy od prędkości gazu, czym szybciej się on porusza tym ciśnienie jest mniejsze, to powoduje zmniejszenie ciśnienia nad skrzydłem w stosunku to tego pod skrzydłem. Taka różnica generuje powstanie siły nośnej, skierowanej prostopadle do płaszczyzny skrzydła. 

Atmosfera naszej planety nie jest jednak wszędzie taka sama. Jej gęstość maleje z wysokością, 99 procent masy atmosfery zawarte jest w warstwie do 30 kilometrów nad powierzchnią. Wraz ze spadkiem gęstości gazu aby siła nośna była wystarczająca musimy poruszać się coraz szybciej. Z drugiej strony jeśli znajdujemy się w przestrzeni kosmicznej tez musimy się stale poruszać z dużą prędkością aby nie spaść na Ziemie. Prędkość ta nazywana prędkością orbitalną zależy od wysokości. W 1957 roku Węgierski fizyk Theodore von Kármán obliczył wysokość, na której prędkość ruchu wymagana do uzyskana siły nośnej dzięki skrzydłom zrówna się z prędkością kosmiczną, która skrzydeł nie wymaga. Jest to wysokość, na której skrzydła tracą sens i stają się tylko zbędnym balastem. Oryginalne obliczenia Kármána szacowały tę wysokość na około 80-90 kilometrów, wynik zależy jednak od przyjętych wartości gęstości atmosfery na różnych wysokościach.

Dla prostoty, aby łatwiej było zapamiętać, przyjęto 100 kilometrów jako granicę kosmosu i taka wielkość funkcjonuje powszechnie w opinii publicznej, taką też przyjmuje Międzynarodowa Federacja Lotnicza FIA. Funkcjonuje jednak wszędzie poza Stanami Zjednoczonymi.

Granica kosmosu według Amerykanów

NASA, czyli Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej – agencja rządu Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za narodowy program lotów kosmicznych początkowo również przyjmowała granicę 100 km jako obowiązującą. Jednak amerykańskie wojsko przyjęło inną, na poziomie 50 mil, czyli 80 km. 

W 2005 roku NASA postanowiła zmienić definicję przestrzeni kosmicznej i dopasować ją do używanej przez armię. Tak aby zarówno wojskowi jak i cywilni piloci otrzymywali skrzydła astronautów za tę samą wysokość. Kilku wojskowych oblatywaczy zostało nawet zrehabilitowanych za ich suborbitalne loty w latach 60-tych. Sprawa ta ma jeszcze jedno dno, granica kosmosu wyznacza linię demarkacyjną, poniżej tej linii jesteśmy ponad terytorium danego kraju, naruszamy jego przestrzeń powietrzną, przestrzeni kosmicznej naruszyć się nie da bo nie należy do żadnego z krajów, tłumaczy Damian Jabłeka.

Lot Bransona był z pewnością wielkim sukcesem, realizacją futurystycznych idei na naszych oczach. Z wysokości osiągniętej przez szefa Virgin Galactic widać już wyraźnie krzywiznę Ziemi, mimo że jest dzień to niebo jest czarne, jeśli skrzydła coś dają to jest to niewielki ułamek siły potrzebnej do utrzymania się na tej wysokości, zaś w najwyższym punkcie drogi odczuwa się stan nieważkości. Na takich wysokościach gęstość atmosfery jest tak mała, że jej cząstki zaczynają poruszać się swobodnie po liniach prostych ponieważ prawdopodobieństwo zderzenia z inną cząstką jest już bardzo mało. Słowem, panuje tam już niemal całkowita próżnia. Niemal, ponieważ tarcie o resztkową atmosferę jednak istnieje i nie da się bez zużycia sporej energii okrążyć na takiej wysokości całej planety. Czy kosmos 15 kilometrów wyżej jest znacząco inny? Raczej nie. Nieco łatwiej utrzymać statek wyżej, ale aby sztuczny satelita mógł latać wokół Ziemi jego orbita musi być jeszcze większa. Z pewnością z komercyjnego, czy turystycznego punktu widzenia, 85 km daje dokładnie takie same doznania jak 100 km ponad Ziemią, można więc stwierdzić, że Bransosn osiągnął swój cel i może oferować bilety w statku dającym kosmiczne wrażenia. A te podobno sprzedają się jak ciepłe bułeczki.

Uszczypliwości Bezosa są typowym odgrywaniem się za skradnięcie uwagi opinii publicznej i wyprzedzenie o te kilka dni. Bezos wytyka Bransonowi nie tylko wysokość, ale też rodzaj statku kosmicznego, czy wielkość okien w nim. Wszystko to przypomina trochę cytaty z czasów Zimnej Wojny, kiedy w odpowiedzi na orbitalny lot Gagarina, po udanym locie suborbitalnym Alana Sheparda na wysokość 187 km, sowieckie media skomentowały słowami „Kiedy my latamy w kosmos, Amerykanie skaczą jak pchły”. Obecnie wymiana zdań nie jest aż tak ostra, nie chodzi w końcu o interes międzynarodowy, ale o własną kieszeń. I to kieszeń bardzo obszerną, konkluduje Damian Jabłeka.

Artykuł został napisany z pomocą pana Damiana Jabłeki, pracownika Planetarium Śląskiego i autora strony dotknijnieba.pl.