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Wetterthema

18.07.2013

Wo fängt der Weltraum an?

Eine typische Kinderfrage, die Erwachsene in Verlegenheit bringt. Kennen Sie die Antwort?

In sternklaren Sommernächten richtet man den Blick gerne zum Firmament. Da mag sich die Frage aufdrängen, wo sich die Grenze zwischen irdischer Lufthülle und interstellarem Raum befindet. Eine scharfe Trennlinie lässt sich nicht ziehen und über die Höhe des Übergangsbereiches sind sich Astronomen nicht ganz einig.

Streng genommen hat die Atmosphäre keine Obergrenze, sie dünnt immer weiter aus, bis in einer Höhe von mehreren tausend Kilometern selbst die leichten Helium-Atome dem Schwerefeld der Erde entfliehen können. Die Atmosphäre lässt sich in unterschiedliche Stockwerke einteilen. Es bestehen unterschiedliche Einteilungen, je nachdem welche physikalische Eigenschaft man in Betracht zieht. Die gebräuchlichste Unterteilung orientiert sich an der Temperatur, welche sich mit zunehmender Höhe charakteristisch ändert.

Im untersten Stockwerk, bis in etwa 8 bis 18 km Höhe, nimmt die Temperatur mit der Höhe ab. Nur in dieser recht dünnen, als Troposphäre bezeichneten Schicht spielt sich das Wettergeschehen ab. In den frühen Tagen der Luftfahrt dachten einige Pioniere, dass der Weltraum oberhalb etwa 5000 Metern Höhe beginnt, da sich der Mensch aufgrund des geringen Sauerstoffgehaltes in dieser Höhe nicht langfristig aufhalten kann. Da sich Bezwinger von Himalaya-Gipfeln nicht als Astronauten bezeichnen ist klar, dass diese Grenze deutlich zu tief angesetzt war.

Danach wurde mehr oder weniger willkürlich die Obergrenze der Stratosphäre in etwa 50 km Höhe, später die Grenze der Thermosphäre in etwa 500 km Höhe oder gar die Obergrenze der Exosphäre in grob 10 000 km Höhe als Grenze zum Weltraum definiert. Die tiefen künstlichen Satelliten kreisen jedoch schon in Höhen ab ca. 200 km um die Erde und befänden sich nach letzterer Definition noch längst nicht im Weltraum.

Um eine sinnvolle Grenze zum Weltraum zu definieren, ist es wenig ratsam die Temperatur als maßgebende physikalische Eigenschaft heranzuziehen. In den 1950iger Jahren, als die Pioniere der Raumfahrt immer höher in den Himmel aufstiegen, gelangte man zu einer praktikableren Betrachtungsweise, um zu entscheiden, wann jemand das Tor zum Weltraum aufgestoßen hatte: Ab einer Flughöhe etwa 80 km ist der dynamische Druck auf die Steuerflächen eines Luftfahrzeugs so gering, dass eine aerodynamische Steuerung unmöglich wird. Jeder Pilot der NACA, der Vorläufer-Organisation der NASA, wurde erst dann offiziell als Astronaut betitelt, wenn er diese Flughöhe erreicht hatte.

Kurz darauf berechnete der ungarisch-deutsch-amerikanische Luftfahrt-Ingenieur Theodore von Kármán (1881 –1963) die Höhe, ab der ein Luftfahrzeug zur Erhaltung seines aerodynamischen Auftriebs so schnell fliegen müsste, dass seine Fliehkraft es aus der Erdumlaufbahn schleudern würde. Diese in 100 km Höhe liegende als Kármán-Linie bezeichnete offizielle Grenze zum Weltraum wurde vom Internationalen Luftsportverband (FAI) festgelegt.

Donnerstag, 18. Juli 2013

Tim Staeger
ARD-Wetterredaktion

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