Heute gibt es in der Serie “Fragen zur Astronomie” eine Frage, die mir oft gestellt wird und die eigentlich ziemlich simpel klingt: Wo beginnt der Weltraum? Und die Antwort darauf ist ebenfalls ganz einfach: Das kommt darauf an, wen man fragt!

Die US-Air-Force zum Beispiel definiert jeden als “Astronaut”, der es in eine Höhe von 50 Meilen, als 80 Kilometer über den Meeresspiegel geschafft hat. Einen wirklich guten physikalischen Grund dafür gibt es allerdings nicht. Die NASA dagegen hält sich an eine Definition, die von der Fédération Aéronautique Internationale festgelegt worden ist und die Grenze auf eine Höhe von 100 Kilometern gelegt hat. In diesem Fall allerdings mit ein wenig Überlegung und nicht völlig willkürlich. In den 1950er Jahren wollte der Physiker Theodore von Kármán herausfinden, wo der Unterschied zwischen Luftfahrt und Raumfahrt liegt und dazu einige Berechnungen angestellt.

Die Grenze? (Bild: NASA)

Die Grenze? (Bild: NASA)

Je höher ein Flugzeug fliegt, desto dünner wird die Atmosphäre und desto schneller muss es auch fliegen, damit es noch getragen wird und nicht abstürzt. Irgendwann wird die Luft aber so dünn und das Flugzeug müsste so schnell fliegen, dass es sich schneller bewegt als die Orbitalgeschwindigkeit. Die (dünne) Luft spielt dann also keine Rolle mehr für den Flug und allein die Zentrifugalkraft reicht aus, um es über der Erde und dann auch in einer Umlaufbahn zu halten. Das passiert in einer Höhe von etwa 100 Kilometern und darum wurde dort die Grenze zwischen Erdatmosphäre und Weltraum gezogen und Kármán-Linie genannt.

Die Fédération Aéronautique Internationale ist allerdings keine staatliche Behörde und ihre Definition nicht verbindlich. Und rein physikalisch auch nicht zwingend. Denn die Atmosphäre der Erde hört nicht irgendwo einfach abrupt auf. Sie wird einfach immer dünner und dünner, je weiter man nach oben kommt. Und reicht weit über die Kármán-Linie hinaus. In 400 Kilometer Höhe, dort wo sich auch die Raumstation ISS befindet, ist nicht mehr viel von ihr zu spüren. Es ist definitiv nicht mehr genug Atmosphäre da, um darin zu atmen – aber doch noch genug, um Objekte die sich dort bewegen, ein klein wenig abzubremsen. Sich selbst überlassen würden Satelliten oder eben die Raumstation dadurch irgendwann auf die Erde fallen. Damit das nicht passiert, muss die ISS regelmäßig von angedockten Raumschiffen wieder ein bisschen an- und auf eine höhere Umlaufbahn zurück geschoben werden. Und Satelliten, die aus bestimmten Gründen in diesen erdnahen Bereichen herumfliegen müssen (zum Beispiel, weil ein Staat ganz genau sehen möchte, was ein anderer Staat so treibt), überleben nicht lange. Auch das Hubble-Weltraumteleskop ist mit seiner Flughöhe von mehr als 500 Kilometer nicht sicher und wird irgendwann in den 2020er Jahren so tief gesunken sein, um in der dichteren unteren Atmosphäre der Erde zu verglühen. Früher wurde es bei den Service-Missionen mit dem Space Shuttle angehoben und eigentlich war geplant, es am Ende seines Lebens auch mit einen Shuttle einzusammeln und zur Erde zu bringen. Aber da es keine Shuttles mehr gibt, geht das nun nicht mehr und das Ende dieses berühmten Teleskops ist vorprogrammiert.

Die Frage “Wo beginnt der Weltraum?” lässt sich also nicht so einfach beantworten. Die Erde existiert nicht getrennt vom Rest des Universums sondern ist ein Teil davon. Der Weltraum ist nicht “irgendwo da draußen” – wir sind mitten drin! Jeder kann sich also im Prinzip selbst aussuchen, wo genau der Weltraum beginnt. Ich neige ja gerne dazu, zu sagen: Der Weltraum beginnt genau hier, direkt vor unseren Füssen. Natürlich sind die Bedingungen auf dem Erdboden andere als hoch oben auf der Raumstation. Und es wäre vermessen, uns alle als “Astronauten” zu bezeichnen. Aber anstatt irgendeine mehr oder weniger willkürlich gezogene Grenze zu definieren, können wir das Konzept so einer Grenze auch einfach ignorieren. Alles was im Universum passiert, betrifft auch uns hier auf der Erde (das habe ich ja auch ausführlich in meinem Buch “Der Komet im Cocktailglas” erklärt). Der Weltraum beginnt direkt vor unseren Augen!

1 / 2 / Auf einer Seite lesen

Kommentare (26)

  1. #1 Spritkopf
    2. März 2015

    Ich glaube, es war Neil DeGrasse Tyson, der mal die Festlegung der Grenze zum Weltraum anhand von Atmosphärenparametern kritisiert hatte. Dies mit dem Argument, dass wir, hätte die Erde keine Atmosphäre, uns schon als Astronauten ansehen könnten, wenn wir noch auf festem Boden stehen.

  2. #2 Till
    2. März 2015

    mit dem Argument, dass wir, hätte die Erde keine Atmosphäre, uns schon als Astronauten ansehen könnten, wenn wir noch auf festem Boden stehen.

    Hätte die Erde keine Atmosphäre, müssten wir einen Raumanzug tragen, auch wenn wir noch auf festem Boden stehen. Also in meinen Augen ist diese Definition gar nicht so abwegig.

  3. #3 Uli
    2. März 2015

    Das ganze Shuttle-Programm war (mMn) irgendwie nicht so richtig dauerhaft angelegt.
    Eigentlich hätte man so alle fünf Jahre ein neues Modell mit aktuellster Technik konzipieren müssen. Dann hätte man in aller Ruhe die ältesten Modelle ausmustern können statt auf Ebay nach 486-Chips zu suchen. Das war übrigens für mich auch ein Indiz dafür, daß das Design nicht wirklich modular war.
    Und so ist die ganze Flotte dann hoffnungslos veraltet und musste dann eingemottet werden, ohne daß ein Nachfolger bereit war. Das ist doch Mißmanagement auf höchster Ebene…

  4. #4 Findelkind
    2. März 2015

    Und was ist auf dem Mond oder auf anderen Planeten, z.B. dem Mars? Hört da der Weltraum wieder auf?

  5. #5 Krypto
    2. März 2015

    @Findelkind:
    Zu vielen Fragen gibt es meistens einen Kontext oder sie werden aufgrund unpräziser Fragestellung auf eine bestimmte Art und Weise ausgelegt.
    Gäbe es nur die Frage selbst, müsste die Antwort wohl lauten:
    “Definiere bitte Weltraum.” 😉

    Gemeint war offensichtlich die Frage nach dem Übergang der Erdatmosphäre zum Fast-Vakuum des Weltalls oder vielleicht alternativ der Übergang zur Fast-Schwerelosigkeit ohne nennenswerten freien Fall im Bezug zur Erde.
    Beides jedoch sind keine harten Grenzen, sondern Übergangsbereiche, welche einhergehen mit einer Art zweckbezogener Messgenauigkeit.

  6. #6 Dietmar
    2. März 2015

    Ich bin ja ein Fan von leicht schlaumeiernden und denkanstoßenden Antworten und würde wahrscheinlich antworten: “Wir sind mittendrin.”

    Es ist wohl besser, wenn Dir als Experten solche Fragen gestellt werden. 😉

  7. #7 Dietmar
    2. März 2015

    @Findelkid: Oder so. Sehr schön! :-)

  8. #8 Spritkopf
    2. März 2015

    @Uli

    Und so ist die ganze Flotte dann hoffnungslos veraltet und musste dann eingemottet werden, ohne daß ein Nachfolger bereit war.

    Das Problem mit dem Spaceshuttle lag nicht so sehr in der Ersatzteilversorgung für veraltete Technik, sondern dass das Wohlergehen der Astronauten zwingend an eine riesengroße Hülle – den Shuttle selbst – gekettet war, die man sicher ins All und auch wieder zurück bringen musste. (Bei einer Rakete ist das viel einfacher – man sprengt im Notfall die bemannte Kapsel ab, bringt sie mit drei kleinen an der Kapsel angebrachten Notfallraketen außer Reichweite und in genügende Höhe und löst dann den Bremsfallschirm aus.)

    Dieses Riesending von Shuttle nach jedem Flug zu warten war so immens teuer, dass man die gesparten Kosten durch Wiederverwendbarkeit an anderer Stelle gleich zwei-, drei- und vierfach auszugeben hatte. Der Spaceshuttle hat die bei Planung des Programms prognostizierten Kostenersparnisse nie realisiert, ganz im Gegenteil. Zum Schluss kostete jeder Flug rund eine Milliarde Dollar, wenn ich das richtig in Erinnerung habe. Dazu kamen noch die inhärenten Sicherheitsrisiken, die man ebenfalls nie richtig in den Griff bekommen hat, wovon die Abstürze der Challenger und der Columbia lebhaft Zeugnis ablegten.

    Dies waren die Gründe, warum man das Programm gestoppt hat. Und nicht, weil der NASA die 486er ausgegangen wären.

  9. #9 Sardor
    2. März 2015
  10. #10 Crazee
    2. März 2015

    Gerade bei SciLogs (Eugen Reichl): http://www.scilogs.de/astras-spacelog/die-groesste-gefahr-fuer-einen-astronauten-besteht-darin-zu-ertrinken/

    “Eigentlich beginnt der Weltraum schon in der Höhe, in der Du mit Deinen Eltern jedes Jahr nach Malaga fliegst. Also in etwa 12.000 Metern Höhe. Nur 10 Zentimeter rechts von Deinem Fensterplatz im Flugzeug könntest Du keine zwei Minuten lang überleben, so kalt ist es da draußen und so dünn ist die Luft. Tatsächlich fliegst in deinem gemütlichen Airbus A 320 schon durch 80-prozentigen Weltraum.

    Der RICHTIGE Weltraum beginnt aber erst in 100 Kilometern Höhe. Das ist jetzt nicht so, dass der liebe Gott mit dem Lineal eine Linie gezogen und ein Schild aufgestellt hat auf dem steht: “Obacht: Ab hier Weltraum. Beschweben auf eigene Gefahr”. Auf die Sache mit den 100 Kilometern ist ein Physiker namens Theodore von Kármán gekommen, und die meisten anderen Leute fanden das eine klasse Idee und deswegen blieb das so. (Die Strichelchen auf den beiden a’s in seinem Namen bedeuten übrigens, dass Du da betonen musst. KArmAn). Aber irgendeine besondere Bedeutung haben die 100 Kilometer eigentlich nicht. Man hat es vor allem wegen der schicken runden Zahl genommen. Es hätten auch genauso gut 82,5 Kilometer sein können oder 125,3 Kilometer. Da wär auch nicht weniger Weltraum gewesen. Wie auch immer: die Linie, die eigentlich der liebe Gott hätte ziehen sollen, heißt deswegen heute ihm zu Ehren die “Kármán -Linie”.”

  11. #11 Schlauberger
    2. März 2015

    @Crazee
    Ganz so ist es auch wieder nicht. Die echte Karman-Linie liegt sehr nah an 100km. Jedenfalls wären 125 oder 82,5 Kilometer weitab der Definition, der der gute Mann sich ausgedacht hat.

  12. #12 Ludger
    2. März 2015

    Wenn der Weltraum in ca. 100 km Höhe beginnt, dann bedeutet das, dass unterhalb dieser Höhe kein Weltraum ist. Der Weltraum hat also ein Loch, welches von der Erde mit Atmospäre ausgefüllt wird. …

  13. #13 Adent
    2. März 2015

    @Crazee

    Auf die Sache mit den 100 Kilometern ist ein Physiker namens Theodore von Kármán gekommen,

    Äh, ja, genau das hat Florian oben im Artikel geschrieben, was war jetzt der Anlaß das zu wiederholen?

  14. #14 Dietmar
    2. März 2015

    @Adent: “Das wurde schon gesagt.” – “Ja, aber ich habe es noch nicht gesagt!” :-)

  15. #15 Peroppi
    2. März 2015

    Wann ist Wasser warm und wann ist es heiß? Die Antwort auf solche Fragen ist immer etwas subjektiv und jede Definition hat ihre Kritiker.

    Ich erinnere mich an eine Darstellung in einem Lexikon aus meiner Kindheit. Da waren die verschiedenen Schichten der Atmosphäre gezeichnet und darin diverse Objekte: Vögel, hohe Berge, Flugzeuge, Wetterballons, Polarlicht. Die oberste Schicht hieß nur noch “Übergang in den freien Weltraum” mit immer schwärzer werdendem blau. Sah schön aus und das funktioniert trotz Kilometerskala am Rand auch ohne fest definierte Grenze :)

  16. #16 ZeT
    2. März 2015

    ” – aber doch noch genug, um Objekte die sich dort bewegen, ein klein abzubremsen.”

    Da fehlt doch das Wort “wenig”, oder? 😉

  17. #17 ZeT
    2. März 2015

    @FF

    btw. dein letzter Satz brachte mich auf die Idee dem Sohn eines Freundes dein Buch “Der Komet im Cocktailglas” zu schenken.

    Jetzt die Frage, ab wieviel Jahren du dieses Buch empfehlen würdest?

    Greetz

  18. #18 Tina_HH
    2. März 2015

    Wenn es um den Übergang zum Weltraum geht, muss ich immer an einen Katastrophenfilm denken, in dem ein normales Flugzeug irgendwie unfreiwillig in den Weltraum geriet und die Passagiere dann aufwändig gerettet werden mussten. Ich weiss nicht mehr, wie der Film hieß und ich glaube der war auch insgesamt eher unfreiwillig komisch. Ich glaube es war ein amerikanischer Spielfilm aus den Siebzigern, einer von den vielen Katastrophenfilmen, die es damals so gab (und von denen einige echt spannend waren – zumindest als Kind fand ich das). Kann sich zufällig noch jemand an den Film erinnern?

  19. #19 Florian Freistetter
    2. März 2015

    @ZeT: “Jetzt die Frage, ab wieviel Jahren du dieses Buch empfehlen würdest?”

    Kommt auf das Kind an. Wenn das Kind aufgeweckt ist bzw. das Buch mit einem Erwachsenen gemeinsam liest, sollte das sicher schon ab 10 Jahren gehen, denke ich.

  20. #20 Radio Eriwan
    2. März 2015

    @Tina_HH

    na aber selbstverständlich Der heißt “Starflight One – Irrflug ins Weltall” (https://de.wikipedia.org/wiki/Starflight_One_%E2%80%93_Irrflug_ins_Weltall)

    PS: und dann gab es noch die dazu passende Komödie names “Die unglaubliche Reise in einem verrückten Raumschiff” (https://de.wikipedia.org/wiki/Die_unglaubliche_Reise_in_einem_verr%C3%BCckten_Raumschiff)

    so long and thanks for all the fish

  21. #21 Tina_HH
    2. März 2015

    @Radio Eriwan
    Danke! Ja, das ist er! Doch nicht aus den Siebzigern, sondern von 1983. So kann man sich täuschen.
    Aber die Filmkritik passt jedenfalls:
    “Auf der Internet-Plattform allesueberfilme.de erhält der Film schlechte Kritik: „Die zum Teil haarsträubenden Rettungsversuche können die Spannung in dem naiven, plump inszenierten Spektakel kaum aufrechterhalten.”

  22. #22 Tina_HH
    2. März 2015

    P.S. Für Physiker ist so ein Film wahrscheinlich ein ganz besonderes Schmankerl…

  23. #23 Nordlicht_70
    2. März 2015

    In einem uralten Buch, geschrieben wohl Anfang der 1950er Jahre, habe ich mal was von einem Konzept der “Weltraumäquivalenz” gelesen. Demnach kann man sich den Weltraum ab da beginnend vorstellen, wo es keinen Unterschied mehr macht, ob man noch höher geht oder nicht. Das las sich ganz interessant.

  24. #24 Dietmar
    2. März 2015

    @TinaHH: Der ist mit Lee Majors. Ja: Sowas weiß ich aus dem Kopf …

  25. #25 Tina_HH
    3. März 2015

    @Dietmar
    Ich konnte mich da an keinen einzigen Schauspieler mehr erinnern…

  26. #26 Hans
    4. März 2015

    Ich hab den Film später mal im Fernsehen gesehen und fand ihn damals recht interessant. Besonders faszinierend fand ich die Szene gegen Ende, wo das voraus fliegende Shuttle aufgrund eines sogenannten “Bugwellen-Effekts” für das Flugzeug einen Hitzeschild bildete. Mittlerweile ist mir klar, dass das ziemlicher Blödsinn ist, aber damals hielt ich das durchaus für realistisch. – U.a. deshalb, weil es ja Bugwellen bei Schiffen gibt. Da hat man dann einfach einen Effekt, den man im Wasser beobachten kann, auf die dichter werdende Atmosphäre übertragen, dabei allerdings ein paar Randbedingungen unterschlagen.