Молекулы воздуха на кубический фут на определенной высоте над поверхностью
Атмосфера Земли и других небесных тел становится тоньше, чем выше вы поднимаетесь. Представьте, что вы видите атомы / молекулы. На какой высоте над поверхностью Земли и Марса вы увидите достаточно молекул на кубический фут, чтобы их можно было посчитать? Если бы вы были, скажем, на высоте 500 миль (805 км) над поверхностью Земли, сколько молекул воздуха на кубический фут (30 см³) вы бы увидели? Или можно спросить наоборот: на какой высоте над Землей вы бы увидели, скажем, 100 молекул воздуха на фут³? Какой газ не имеет значения, я прошу все молекулы атмосферы в определенном объеме. А поскольку даже межпланетное пространство не является идеальным вакуумом, как бы оно там выглядело, например, на полпути между орбитой Земли и Марса?
Ответы
Типы молекул / атомов и плотность этих молекул / атомов как функция высоты в верхних слоях атмосферы Земли во многом зависят от времени суток и активности Солнца.
Время дня: Верхние слои атмосферы Земли имеют заметную суточную выпуклость. Изменение плотности на постоянной высоте может меняться на порядок (в десять раз) только из-за разницы между днем и ночью.
Солнечная активность: один пуф от Солнца может вызвать раздувание верхних слоев атмосферы Земли не только на один порядок, как это видно на дневном выпуклости, но и на несколько порядков. Спутникам на низкой околоземной орбите нужно использовать гораздо больше топлива, когда активность Солнца высока, по сравнению с тем, что сейчас, когда Солнце довольно неподвижно.
Чтобы ответить на ваш вопрос, на ваш вопрос нет однозначного ответа. Это одна из причин (возможно, ключевая причина) того, что прогнозирование повторного входа спутника на ухудшающуюся орбиту является неточным. Существует несколько моделей верхних слоев атмосферы Земли, которые варьируются от довольно простых до смехотворно сложных.
С простой стороны, я предпочитаю использовать масс-спектрометр лаборатории военно-морских исследований США и модель атмосферы некогерентного рассеяния, или сокращенно NRLMSISE-00 . Необходимо указать широту, долготу, дату, время суток и три параметра, которые указывают недавнюю и текущую солнечную активность. И это с простой стороны.