为什么说月球其实是在地球的大气层中运行？

大气层的边界在哪里？

掩映在地球大气层后方的月球。国际空间站宇航员拍摄。NASA

大气层是有边界的吗？可以说有，也可以说没有。

说没有，是因为大气层密度的变化是渐进的，大气层的势力范围也非常大，我们很难划出一条明确的界线，说跨过这条线大气层就消失了。

地球大气层的密度在距地面大约30公里开始明显下降，直至距地面160万公里处，都是其势力范围。所以有人说，月球是在地球的大气层中运行——因为月球和地球的平均距离只有大约38万公里。

但是从另一个角度来看，大气层又是有边界的。这条边界是以大气层的物理特性和飞行器需要借助的技术特点为基础设定的。在这条边界以下，飞行器可以借助空气动力学原理飞行；而在这条边界以上，飞行器必须借助火箭推进器前行。

这条边界大约位于距离地面80公里至100公里处，被称为“卡门线（Kármán line）”。

“卡门线”更像是管辖权的边界。地球大气层的真正边界远不止于此。星空天文

“卡门线”因航空工业先驱——西奥多·冯·卡门（Theodore von Kármán）而得名。冯·卡门出生在匈牙利，是工程师兼物理学家。一战时期，他曾设计过直升机。1930年移民美国后，冯·卡门成为了首屈一指的火箭和超音速飞行专家。1944年，在冯·卡门的参与下，著名的喷气推进实验室（JPL）成立。

西奥多·冯·卡门（Theodore von Kármán）。Wikimedia

冯·卡门认为，大气层和太空的边界应当由飞行器是否只能使用火箭推进技术来界定，而海拔100公里是一个理想的高度。但冯·卡门并没有正式发表这一观点。“卡门线”更像是一个约定俗成的说法。

首次对“卡门线”进行论述的是安德鲁·加拉赫·哈利（Andrew Gallagher Haley）。上世纪60年代，哈利认为“卡门线”的实际高度应该是海拔84公里。这一高度的大气在气象学上被视为是中间层的顶部（mesopause），在陨石进入大气后发生燃烧（流星）的高度之上。

所以在“卡门线”以下，是流星的家园，是人类依靠空气升力所能完成飞行的极限高度；而在“卡门线”以上，是极光的领地，是各种低轨道飞行器，以及空间站所在的地方。

冯·卡门认为“卡门线”是物理学意义上的大气层边界。但“卡门线”实际上还是一条管辖权的边界。在这个高度以下，天空可以归属于不同的政治实体，有领空的属性；而在此之上，是全人类所共有的宇宙空间。