Moléculas de ar por pé cúbico a uma certa altitude acima da superfície
As atmosferas da Terra e de outros corpos celestes tornam-se mais finas quanto mais alto você vai. Imagine que você pudesse ver átomos / moléculas. Em que altitude acima da superfície da Terra e de Marte você veria poucas moléculas por pé cúbico para poder contá-las? Se você estivesse, digamos, 500 milhas (805 km) acima da superfície da Terra, quantas moléculas de ar por pé cúbico (30 cm³) você veria? Ou pode-se perguntar o contrário: em que altitude acima da Terra você veria, digamos, 100 moléculas de ar por pé³? Qual gás não importa, estou pedindo todas as moléculas da atmosfera dentro de um determinado volume. E, uma vez que mesmo o espaço interplanetário não é um vácuo perfeito, como seria lá, por exemplo, no meio do caminho entre a órbita da Terra e de Marte?
Respostas
Os tipos de moléculas / átomos e a densidade dessas moléculas / átomos em função da altitude na alta atmosfera da Terra dependem muito da hora do dia e da atividade do sol.
Hora do dia: a parte superior da atmosfera terrestre tem uma protuberância diurna marcada. A variação da densidade em uma altitude constante pode variar em uma ordem de magnitude (um fator de dez) apenas devido à diferença entre a noite e o dia.
Atividade solar: Um puf do Sol pode fazer a atmosfera superior da Terra inchar não apenas em uma ordem de magnitude, como é visto com a protuberância diurna, mas em várias ordens de magnitude. Os satélites em órbita baixa da Terra precisam usar muito mais propelente quando a atividade do Sol está alta em comparação com agora, quando o Sol está bastante quiescente.
Para responder à sua pergunta, não há uma resposta para sua pergunta. Esta é parte da razão (talvez a razão principal) porque prever quando um satélite em uma órbita degradada entrará novamente é impreciso. Existem vários modelos da atmosfera superior da Terra que variam de bastante simples a ridiculamente complexos.
No lado simples, eu prefiro usar o espectrômetro de massa do US Naval Research Laboratory e o modelo de dispersão atmosférica incoerente, ou NRLMSISE-00 . É necessário fornecer latitude, longitude, data, hora do dia e três parâmetros que indicam a atividade solar recente e atual. E isso é simples.