termosfera i egzosfera to zewnętrzne powłoki atmosfery ziemskiej, w których sztuczne satelity i inne statki kosmiczne, takie jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS), podążają za orbitami.
Ta część atmosfery jest naturalnym środowiskiem dla astronautów i kosmonautów, którzy prowadzą spacer kosmiczny w celu budowy lub naprawy stacji kosmicznych oraz pobierania lub naprawiania satelitów.,
aerodynamika i żywotność statków kosmicznych
analiza różnic w orbitach sztucznych satelitów ma przypadkowo pierwszy istotny wkład w badania struktury fizycznej tej warstwy atmosfery. Dogłębna wiedza o najbardziej oddalonej części atmosfery, czyli termosferze i egzosferze, sama w sobie jest ważna jako badania podstawowe i stanowi część globalnego badania środowiska Ziemi.,w dziedzinie geodezji, nawigacji, Teledetekcji i meteorologii wiedza ta jest niezbędna do:
- określenia właściwości aerodynamicznych statków kosmicznych
- oceny czasu, podczas którego statki kosmiczne mogą być aktywne na orbicie okołoziemskiej
- wyboru najbardziej odpowiednich Orbit satelitarnych
kiedy naukowcy, na przykład, chcą dokonać długoterminowych obserwacji Ziemi z wysoką rozdzielczością, wybierają orbitę kołową, która nie jest podatna na wszelkie możliwe zakłócenia.co znacznie zmienia orbitę, powodując zbyt szybki powrót satelitów.,
egzosfera: najwyższa część atmosfery
gęstość atmosfery stale maleje wraz z wysokością w taki sposób, że z określonego poziomu zderzenia między atomami stają się bardzo rzadkie. Średnia wolna ścieżka, zdefiniowana jako średnia odległość pokonana przez cząstkę atmosferyczną między dwoma zderzeniami, wynosi około 100 km na wysokości 500 km w porównaniu z wartością jednej dziesiątej jednego mikrona na poziomie gruntu!
egzosfera jest zdefiniowana jako obszar atmosfery, w którym liczba zderzeń między cząstkami jest znikoma.,
Atomy podążają różnymi trajektoriami wolnej przestrzeni i niektóre z nich mogą uciec z ziemskiej atmosfery. Temperatura kinetyczna traci swoje zwykłe znaczenie i prawo hydrostatyczne przestaje być aktualne. Poziom krytyczny odpowiadający podstawie egzosfery nazywany jest „egzobazą” i znajduje się pomiędzy 350 a 800 km w zależności od temperatury w termopauzie.
Hel i wodór są głównymi składnikami egzosfery. Atomy wodoru stanowią koronę atmosfery, która rozciąga się na wysokość 50 000 km.,
termosfera: część heterosfery
100 km wysokości
heterosfera jest regionem atmosferycznym, w którym skład nie jest jednorodny. Przejście z homosferą znajduje się średnio na wysokości około 100 km, gdzie mieszanie turbulentne nie jest już wystarczające do utrzymania jednorodności powietrza. Dyfuzja molekularna staje się głównym zjawiskiem.,
gęstość liczbowa każdego składnika atmosferycznego maleje wraz z wysokością z szybkością wprost proporcjonalną do jego masy: stężenie składników ciężkich (O2 i N2) zmniejsza się szybciej niż składników lekkich (o, He i H) w taki sposób, że względna obfitość tych ostatnich stale rośnie wraz z wysokością.
pomiędzy wysokościami 100 a 150 km
idąc w górę, spotyka się kilka pasów, w których cząsteczkowy azot, atomowy tlen, Hel i wodór stają się kolejno głównym składnikiem., Granice tych pasów różnią się w zależności od temperatury związanej z poziomem aktywności słonecznej.
na wysokościach od 100 do 150 km tlen cząsteczkowy jest silnym absorberem słonecznego ekstremalnego promieniowania ultrafioletowego o długościach fal od 100 do 200 nm: efektem cieplnym jest duży wzrost temperatury z wysokością w termosferze i znajduje się bezpośrednio nad mezosferą.
w tym samym czasie wiele cząsteczek tlenu (O2) dysocjuje się na dwa atomy tlenu (O). Tlen atomowy staje się głównym składnikiem., Biorąc pod uwagę transport ciepła przez przewodzenie, można obliczyć pionowe profile temperatury, w zależności również od warunków dziennej i słonecznej aktywności.
pomiędzy 250 a 500 km
„Termopauza” to nazwa poziomu, przy którym temperatura przestaje rosnąć. Jego wysokość zależy od aktywności słonecznej i znajduje się pomiędzy 250 a 500 km. Powyżej termopauzy atmosfera jest izotermiczna, a temperatura może przyjmować wartości od 300°C do 1600°C.,
duża wielkość tej amplitudy zmian temperatury jest związana ze skrajnym rozcieńczeniem atmosfery na tych wysokościach. Region izotermiczny nie ma konkretnej nazwy. Zwykle jest asymilowany do termosfery, przynajmniej do poziomu krytycznego, na którym zaczyna się egzosfera.