🌍 Kármán-Linie — Wo beginnt der Weltraum?

Theodore von Kármán berechnete, dass die Luft bei ~100 km zu dünn ist, damit ein Fahrzeug aerodynamischen Auftrieb erzeugen kann, ohne die Orbitalgeschwindigkeit zu überschreiten. Das macht 100 km zu einem physikalisch bedeutsamen Übergang zwischen Flug- und Bahnmechanik. Die FAI übernahm dies als offizielle Grenze, obwohl die USA und einige Raumfahrtunternehmen stattdessen 80 km (50 Meilen) verwenden.

Die Orbitalgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, bei der die Zentrifugalkraft die Schwerkraft genau ausgleicht und einen Satelliten auf einer Kreisbahn hält (~7,9 km/s an der Erdoberfläche, mit der Höhe leicht abnehmend). Die Kármán-Linie ist dort, wo die für aerodynamischen Auftrieb nötige Geschwindigkeit der Orbitalgeschwindigkeit entspricht — darüber sind Flügel nutzlos, und Raketen oder Bahnmechanik müssen die Flugbahn bereitstellen.

Der Weltraumvertrag von 1967 legt die Zugangsfreiheit und fehlende Souveränität oberhalb einer bestimmten Höhe fest, definiert aber nicht die genaue Grenze. Kein verbindlicher internationaler Vertrag legt die genaue Höhe der Weltraumgrenze fest. Die 100-km-Definition der FAI wird in der Praxis weithin verwendet, doch die rechtliche Unklarheit ist relevant für die Routenplanung von Satelliten über dem Territorium anderer Staaten und für die Regulierung kommerzieller suborbitaler Flüge.

In 100 km Höhe beträgt der Luftdruck etwa 0,032 Pa (3×10⁻⁷ Atmosphären), die Temperatur liegt bei rund −70 °C, und die mittlere freie Weglänge der Luftmoleküle beträgt ~30 cm. Raumfahrzeuge erfahren vernachlässigbaren Luftwiderstand, doch Satelliten in sehr niedrigen Umlaufbahnen (180–200 km) verlieren erheblich an Höhe. Die D-Schicht der Ionosphäre, die HF-Radiowellen absorbiert, beginnt etwa in dieser Höhe. Meteore verglühen typischerweise bei 80–120 km.

Der Bereich von etwa 50–100 km ist die Mesosphäre; die Thermosphäre beginnt bei ~80–100 km. Zwischen 80–100 km liegt die Mesopause, die kälteste Region der Erdatmosphäre (~−85 °C), in der sich leuchtende Nachtwolken bilden. Knapp oberhalb von 100 km umkreist die Internationale Raumstation die Erde in ~400 km, und Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO) operieren ab ~200–2000 km.