A Föld légköre igencsak változékony, gondoljunk az oxigénpalackos hegymászókra, a bedugult fülű repülőgép-utasokra. A légkör egyes rétegeinek végét és kezdetét négy tényező határozza meg: a hőmérsékletváltozás, a kémiai összetétel, a sűrűség és a benne lévő gázok mozgása.

De hol ér véget a Föld légköre? És hol kezdődik az űr?

Ahogy távolabb kerülsz a Földtől, a légkör egyre ritkábbá válik. Az összetétel is megváltozik, és a könnyebb atomok és molekulák kezdenek dominálni, míg a nehéz molekulák közelebb maradnak a Föld felszínéhez

– mondja Katrina Bossert, az Arizonai Állami Egyetem űrfizikusa a Live Science-nek. 

Ahogy felfelé haladunk a légkörben, a nyomás vagy a felettünk lévő légkör súlya gyorsan gyengül. A magasság gyors változásai hatással lehetnek az emberi szervezetre, ez az oka annak, hogy a fülünk bedugul vagy pattogást hallunk, ha felszállunk egy repülővel, vagy egy magas hegy tetején járunk.

Nagy magasságban a levegő túl ritka ahhoz, hogy a hagyományos repülőgépek egyáltalán repülhessenek, ez már az a terület, amely a tudósok szerint légkörünk végét és az űr kezdetét jelenti, és Kármán-vonalnak nevezték el, Kármán Tódor magyar–amerikai fizikusról.

Kármán, akinek nevéhez az első megépített helikopter is fűződik (Zurovecz Vilmossal, Petróczy Istvánnal 1918-ban) itthon nem találta helyét, úgyhogy először aerodinamikát tanított Aachenben, majd 1930-ban kivándorolt Amerikába. Itt részt vett a legmodernebb repülő, a Douglas DC–3 (becenevén Dakota) aerodinamikai kialakításában, a legjelentősebb rakétaprogramban dolgozott és szélcsatornát épített. A Dakota fő újdonsága egyébként  a héj szerkezetű, kör keresztmetszetű törzs, Kármán nevéhez fűződik. Kármánt még ma is az az amerikai légierő védőszentjeként és a szuperszonikus repülés atyjaként nevezik.

Ő volt az első, aki 1957-ben megpróbálta kiszámolni a határt a Föld és a világűr között. Ez az a körülbelül 100 kilométeres magasságban található régió, ahol egy légijármű már nem tud a felhajtóerő segítségével repülni, el kell érnie az első kozmikus sebességet (7,9 km/s) a fennmaradáshoz. A Kármán által számolt 100 kilométer kerekített érték, az ő vonala alatt helyezkedik el a mezopauza, a Földi légkör határának területe, nyáron körülbelül 85 kilométer magasan, télen 100 kilométer körül. Az eltérés a naptevékenységtől és a légkör állapotától is függ.

A Kármán-vonal egy képzeletbeli, de praktikus határ a légi utazás és az űrutazás között. Nemcsak azt jelzi, hogy meddig mehetnek a repülőgépek, hanem azt is megmutatja a tudósoknak és mérnököknek, hogyan kezeljék a Föld körül keringő űrhajókat és műholdakat. Ez utóbbiak alakja és mérete is szerepet játszik abban, hogy mekkora légellenállásba ütköznek, és hogy képesek-e sikeresen keringeni a Föld körül. 

A légkör tehát nem ér véget abban a régióban sem, ahol a műholdak keringenek. Több ezer kilométert kell megtennünk, hogy magunk mögött hagyjuk a Föld légkörének bizonyítékait. A bolygó légkörének legkülső atomjai hidrogénatomok, amik a geokoronát alkotják. Ez a hidrogénfelhő a Holdon is túlnyúlik.

Vajon ha valaki elérné a Kármán-vonalat, észrevenne valamit? Tudatában lenne annak, hogy a Föld és az űr közötti határvonalon jár? 1980-ban egy magyar is átlépte a vonalat, Farkas Bertalan, aki a szovjet-magyar űrprogram keretében a Szaljut űrállomásra menet és jövet is áthaladt rajta, de nem láthatta a fizikai tulajdonságok nélküli vonalat. A Kármán-vonal egy éve is az érdeklődés középpontjába került, amikor a milliárdos űrutazók, Richard Branson és Jeff Bezos azon versenyeztek, hogy ki jut magasabbra. A korábban induló Branson 86 kilométeres magasságba jutott, egy hétre rá Bezosnak sikerült átlépnie a Kármán-vonalat.