Kármán-Linie


Raumfahrt


Basiswissen


In einer Höhe von etwa 100 km über der Erdoberfläche ist die Luft extren dünn. Um mit Tragflächen Auftrieb erzeugen zu können, müssten Flugzeuge so schnell fliegen, dass die Fliehkraft bei Horizontalflug größer ist als die Schwerkraft. Diese Geschwindgkeit liegt bei rund 7 km/s oder etwa 25200 km/h. Damit wird aber Fliegen im eigentlichen Sinn unmöglich. Die Höhe von 100 km ist eine Definition der Grenze zum Weltraum.

Hintergrundwissen


Der Physiker Theodore von Karman suchte nach einer präzisen Definition für die Höhe, ab der man von Weltraum und nicht mehr von einer Erdatmosphäre sprechen sollte. Da die Luft nach oben hin immer dünner wird, gibt die Dichte keine scharfe Grenze her. Für die Luftfahrt aber lässt sich eine klare Grenzsituation angeben: Flugzeuge erzeugen ihren Auftrieb und ihre Steuereffekte durch das Prinzip des dynamischen Auftriebs. Um damit eine Flughöhe halten zu können, benötigen sie eine Mindestgeschwindigkeit. Wird die Luft dünner, steigt diese Mindestgeschwindigkeit an. Es gibt nun eine Höhe, ab der die Luft so dünn ist, dass die für Auftrieb nötige Geschwindigkeit so groß wird, dass die Fliehkraft des Fluggerätes größer wird als die Gewichtskraft. Damit würde sich das Fluggerät von alleine in den Weltraum schleudern, ein sinnvolles Fliegen über dynamischen Auftrieb ist dann unmöglich. Spätestens ab dieser Höhe, so Karman, sollte man deshalb nicht mehr von Luftfahrt, sondern von Raumfahrt sprechen.

Wie kann man im Weltraum steuern?


Der dynamische Auftrieb und damit auch auch Höhen-, Quer- und Seitenruder sind im Weltraum wirkungslos. Zur Steuerung, also der Geschwindigkeits- und Richtungsänderung der Raumfahrzeuge greift man dann auf das Prinzip des Rückstoßes zurück, typischerweise über Steuerraketen.

Welche praktische Bedeutung hat die Kármán-Linie?


Neben der flugtechnischen Bedeutung spielt das vor allem für die Piloten und Passagiere eine Rolle: unterhalb dieser Grenze gilt ein Pilot nur als Pilot. Oberhalb der Grenze gilt man als Astronaut. Für Passagiere gilt, dass sie dann im Weltraum waren. Das ist etwas für Unternehmen interessant, die Flüge in den Weltraum als Tourismus anbieten wollen, zum Beispiel mit einem => Raumflugzeug

Wer war Theodore von Karman?


Von Karman war ein ungarisch-deutsch-amerikanischer Physiker und Pionier der theoretischen Aerodynamik. Von 1912 bis 1934 lehrte er an der heutigen RWTH Aachen. Er lebte damals im niederländischen Grenzort Vaals und unterstützte zusammen mit seiner Schwester Josephin eine kosmoplitische, internationale Atmosphäre. Mehr zur Person unter => Theodore von Karman

Literatur


◦ [1] Jonathan C.McDowell: The edge of space: Revisiting the Karman Line. In: Acta Astronautica. Volume 151, October 2018, Pages 668-677. Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2018.07.003