宇宙のふしぎ

宇宙はどこから始まるの？ ― 空と宇宙の境界線

飛行機でどこまでも昇っていったら、いつか宇宙に出られるのでしょうか。じつは空気は急に終わるのではなく、だんだんうすくなっていくだけ。それでも世界の多くの国が「ここから宇宙」と決めた高さがあります。高度100km、カーマンラインの話です。

イメージ準備中縦構図の断面図。下に青空と雲、上に向かって濃紺〜黒へ。高度の目盛り（10km/50km/100km/400km）と、旅客機・ISS・カーマンラインの位置を淡い朱でマーク。全面ライト基調・水彩テクスチャ。

かんたんな答え

まず結論から

宇宙との境界は、ふつう高度100km。

この高さを「カーマンライン」と呼び、多くの国際機関が航空と宇宙の境としています。ただし空気は急に終わるわけではなく、境界は“目的に合わせて引いた約束の線”です。国によっては約80kmを使うこともあります。

高度ごとの大気と代表的な目印
約10km	旅客機が飛ぶ高さ。雲のほとんどはこの下にあり、空はまだ青く見えます。
約10〜50km	オゾン層をふくむ成層圏。空気は急速にうすくなり、空の色は濃い青へ変わっていきます。
約100km	カーマンライン。多くの国際機関が「ここから宇宙」と定める高さです。空気は飛行機の翼で飛べないほどうすくなります。
約400km	国際宇宙ステーション（ISS）が回る高さ。すでに宇宙空間ですが、わずかな空気の抵抗を受け続けています。

数字はおおよその目安です。大気の層に明確な境はなく、高さとともになめらかに変化します。

イメージ準備中横構図の図解。左に上昇する飛行機（翼＋揚力の矢印）、右に地球を回る衛星（速度の矢印）。中央に水平の点線＝カーマンライン100km。ライト基調・手描き線・朱のアクセント。

図：高度が上がるほど空気はうすくなり、ある高さで「翼で飛ぶ」より「軌道で回る」ほうが理にかなう。

空気は急に終わらず、だんだんうすくなる地表から上へ行くほど空気は連続的にうすれます。「ここから先は真空」という壁はなく、層がなめらかにつながっています。だから境界は“どこかで線を引く約束ごと”になります。
国際的な目安が高度100km（カーマンライン）航空と宇宙の境を決めるとき、世界の多くの機関は高度100kmを使います。これは「翼の揚力で飛ぶより、衛星のように回るほうが理にかなう高さ」としてカーマンが見積もった値に由来します。
国によっては80km（約50マイル）を使うアメリカの一部機関は、より低い高度約80kmを越えた人を“宇宙飛行士”と認めます。境界は1本ではなく、目的によって複数あると考えると混乱しません。

「ある高さを越えたら、急に真空になる」わけではない

境界は壁ではありません。空気は上空までうっすら続き、ISSの高さでも完全なゼロにはなりません。「宇宙の入口」は、人が決めた便利な目印だと考えると、いろいろな定義が並んでいても戸惑わずにすみます。

宇宙と空の境目は具体的に何kmですか？

もっとも広く使われる目安は高度100kmの「カーマンライン」です。国際航空連盟（FAI）などがこの高さを航空と宇宙の境界として用いています。一方でアメリカのNASAやアメリカ空軍は、より低い高度約80km（約50マイル）を越えた飛行を宇宙飛行とみなすことがあり、境界の定義は一つではありません。

なぜ高度100kmが境界に選ばれたのですか？

技術者テオドール・フォン・カルマンの見積もりに由来します。高く昇るほど空気はうすくなり、翼で揚力を得るには猛烈な速度が必要になります。ある高さを境に「翼で飛ぶより、地球を回る軌道速度で飛ぶほうが現実的」になります。その目安がおよそ100kmだったため、宇宙の境界として広まりました。

ISSは宇宙にあるのに、なぜ少しずつ落ちてくるのですか？

高度400km付近にもごくわずかな空気が残っているためです。完全な真空ではないので、ISSはわずかな空気抵抗を受けて少しずつ高度を下げます。これを補うため、定期的にエンジンで高度を持ち上げる「リブースト」を行っています。

飛行機で宇宙まで行けますか？

ふつうの飛行機では行けません。高く昇るほど空気がうすくなり、翼が揚力を生めなくなるからです。宇宙へ出るには、空気にたよらず自力で加速し続けるロケットの推力が必要になります。これがまさにカーマンラインの考え方です。

本記事の数値・定義は、以下の一次情報をもとに記載しています。