termosfären och exosfären är de yttersta skalen i jordens atmosfär, där artificiella satelliter och andra rymdfarkoster som den internationella rymdstationen (ISS) följer banor.
denna del av atmosfären är den naturliga miljön för astronauter och kosmonauter, när de utför en rymdpromenad för att konstruera eller reparera rymdstationer och hämta eller laga satelliter.,
rymdfarkoster aerodynamik och livslängd
analysen av variationerna i banorna för artificiella satelliter har för övrigt gjort ett första viktigt bidrag till studien av den fysikaliska strukturen hos detta atmosfäriska skikt. En fördjupad kunskap om atmosfärens yttersta del, det vill säga termosfären och exosfären, är i sig viktig som grundforskning och ingår i en global studie av jordens miljö.,e geodesi, navigation, teledetektion och meteorologi som kunskap har också resulterat oumbärlig för:
- bestäm de aerodynamiska egenskaperna hos rymdfarkoster
- bedöma hur länge rymdfarkoster kan vara aktiva i en bana runt jorden
- välj de mest lämpliga satellitbanorna
När forskare till exempel vill göra långsiktiga observationer av jorden med hög upplösning väljer de en cirkulär bana som inte är benägen för alla möjliga observationer.störningar som väsentligt förändrar omloppsbanan, vilket gör att satelliterna återvänder för tidigt.,
exosfären: den översta delen av atmosfären
atmosfärens densitet minskar kontinuerligt med höjd på ett sådant sätt att kollisioner mellan atomer från en viss nivå blir mycket sällsynta. Den genomsnittliga fria vägen, definierad som den genomsnittliga avstånd som korsas av en atmosfärisk partikel mellan två kollisioner, är ungefär 100 km vid 500 km höjd jämfört med ett värde av en tiondel av en mikron på marknivå!
exosfären definieras som den atmosfäriska region där antalet kollisioner mellan partiklar är försumbara.,
atomerna följer olika typer av fritt utrymme banor och några av dem kan fly från den markbundna atmosfären. Den kinetiska temperaturen förlorar sin vanliga mening och den hydrostatiska lagen är inte mer giltig. Den kritiska nivån som motsvarar exosfärens bas kallas ”exobase” och ligger mellan 350 och 800 km beroende på temperaturen vid termopausen.
Helium och väte är de viktigaste exosfäriska beståndsdelarna. Väteatomerna utgör atmosfären som sträcker sig till en höjd av 50.000 km.,
termosfären: en del av heterosfären
100 km Höjd
heterosfären är den atmosfäriska regionen där kompositionen inte är homogen. Övergången med homosfären ligger i genomsnitt vid ca 100 km Höjd där turbulent blandning inte är mer tillräcklig för att bibehålla luften homogen. Molekylär diffusion blir de viktigaste fenomenen.,
antalet densitet för varje atmosfärisk beståndsdel minskar med höjd med en hastighet som är direkt proportionell mot dess massa: koncentrationen av tunga beståndsdelar (O2 och N2) minskar snabbare än för lätta beståndsdelar (O, He och H) på ett sådant sätt att den senare relativa överflödningen kontinuerligt ökar med höjd.
mellan höjder på 100 och 150 km
på att gå uppåt, möter man flera bälten där molekylärt kväve, atomärt syre, helium och väte successivt blir huvudbeståndsdelen., Gränserna för dessa bälten varierar med temperaturen kopplad till nivån av solaktivitet.
mellan höjderna på 100 och 150 km är molekylärt syre en stark absorber av solens extrema ultravioletta strålning vid våglängder mellan 100 och 200 nm: den resulterande termiska effekten är en stor ökning av temperaturen med höjd i termosfären och belägen omedelbart ovanför mesosfären.
samtidigt dissocierar många syremolekyler (O2) i två syreatomer (O). Atomärt syre blir en huvudbeståndsdel., Med hänsyn till värmetransporten genom ledning kan vertikala profiler av temperaturen beräknas, beroende även på dygns-och solaktivitetsförhållanden.
mellan 250 och 500 km
”Termopause” är namnet på den nivå där temperaturen slutar stiga. Dess höjd beror på solaktiviteten och ligger mellan 250 och 500 km. Ovanför termopausen är atmosfären isotermisk och temperaturen kan ta på värden mellan 300°C och 1600°C.,
den stora storleken på denna amplitud av temperaturvariationer är kopplad till den extrema utspädningen av atmosfären vid dessa höjder. Den isotermiska regionen har inget specifikt namn. Det är vanligtvis assimilerat i termosfären, åtminstone upp till den kritiska nivån där exosfären börjar.