Molécules d'air par pied cube à une certaine altitude au-dessus de la surface

Question

Les atmosphères de la Terre et des autres corps célestes s'amincissent au fur et à mesure que vous montez. Imaginez que vous puissiez voir des atomes / molécules. À quelle altitude au-dessus de la surface de la Terre et de Mars verriez-vous suffisamment de molécules par pied cube pour pouvoir les compter? Si vous étiez, disons, à 805 km au-dessus de la surface de la Terre, combien de molécules d'air par pied cube (30 cm³) verriez-vous? Ou bien, on peut se demander vice versa: à quelle altitude au-dessus de la Terre verriez-vous, disons, 100 molécules d'air par mètre cube? Quel gaz n'a pas d'importance, je demande toutes les molécules d'atmosphère dans un certain volume. Et puisque même l'espace interplanétaire n'est pas un vide parfait, à quoi ressemblerait-il là-bas, par exemple à mi-chemin entre l'orbite de la Terre et de Mars?

Answer 1

Les types de molécules / atomes et la densité de ces molécules / atomes en fonction de l'altitude dans la haute atmosphère terrestre dépendent beaucoup de l'heure de la journée et de l'activité du Soleil.

Moment de la journée: La haute atmosphère terrestre présente un renflement diurne marqué. La variation de densité à altitude constante peut varier d'un ordre de grandeur (un facteur dix) simplement en raison de la différence entre la nuit et le jour.

Activité solaire: Un pouf du Soleil peut faire gonfler la haute atmosphère de la Terre non seulement d'un ordre de grandeur comme on le voit avec le renflement diurne, mais de multiples ordres de grandeur. Les satellites en orbite terrestre basse doivent utiliser beaucoup plus de propulseur lorsque l'activité du Soleil est élevée par rapport à maintenant lorsque le Soleil est plutôt au repos.

Pour répondre à votre question, il n'y a pas de réponse unique à votre question. C'est en partie la raison (peut-être la raison principale) pour laquelle il est imprécis de prévoir le moment où un satellite en orbite dégradée rentrera. Il existe plusieurs modèles de la haute atmosphère de la Terre qui varient d'assez simple à ridiculement complexe.

Sur le plan simple, je préfère utiliser le spectromètre de masse et le modèle d'atmosphère à diffusion incohérente du US Naval Research Laboratory, ou NRLMSISE-00 pour faire court. Il faut fournir la latitude, la longitude, la date, l'heure du jour et trois paramètres qui indiquent l'activité solaire récente et actuelle. Et c'est du côté simple.