La thermosphère est la partie la plus élevée de l'atmosphère terrestre. Il commence à environ 53 miles au-dessus du niveau de la mer et s'étend entre 311 et 621 miles. L'étendue exacte de la thermosphère varie, car elle gonfle et se contracte en fonction du niveau actuel d'activité solaire. La thermosphère a une densité extrêmement basse et des températures étonnamment élevées - entre 932-3,632 ° F. Quelles sont les causes de ces températures extrêmes?

Rayonnement solaire

La source de la chaleur de la thermosphère est le rayonnement émis par le soleil. La thermosphère absorbe une grande partie du rayonnement que la Terre reçoit du soleil, ne laissant qu'une fraction pour atteindre la surface. Le rayonnement ultraviolet, la lumière visible et les rayonnements gamma de haute énergie sont tous absorbés par la thermosphère, ce qui provoque un réchauffement considérable des quelques particules présentes. La température de la thermosphère fluctue par centaines de degrés entre la nuit et le jour, et même plus largement entre les points maximum et minimum du cycle solaire.

Chaleur et pression

La pression extrêmement basse de la thermosphère contribue également à sa température élevée. La chaleur est définie par la quantité d'énergie possédée par les molécules individuelles d'un matériau. Dans un gaz chaud, les particules se déplaceront beaucoup plus rapidement que dans un gaz frais. Au niveau de la mer, les particules énergétiques vont très rapidement entrer en collision avec d'autres particules, perdant de l'énergie à chaque collision. Cette perte d'énergie refroidit le gaz à moins que plus de chaleur soit constamment ajoutée. La basse pression signifie qu'il n'y a pas beaucoup de collision avec de nombreuses particules, ce qui entraîne une perte d'énergie plus lente. Ainsi, un gaz à basse pression consomme beaucoup moins d'énergie à chauffer qu'un gaz à haute pression.

Chaleur et quantité

Même si la thermosphère est extrêmement chaude, sa faible densité signifie qu'elle ne peut pas transmettre efficacement cette énergie aux objets qui la traversent. Il a une chaleur élevée, mais une faible quantité. Un thermomètre à mercure suspendu dans la thermosphère lirait une température inférieure au point de congélation, car la perte de chaleur dépasserait toute énergie que les particules dispersées de la thermosphère pourraient transmettre au mercure. Son concept est similaire à la chaleur générée par une flamme de bougie, qui est extrêmement chaude à certains endroits de la flamme, mais qui est incapable de chauffer des objets à plus de quelques centimètres. Il produit une température élevée, mais une faible quantité de chaleur.

Effets de la thermosphère sur le voyage spatial

La faible quantité de l'agent caloporteur de la thermosphère libère les objets qui le traversent d'être significativement affecté par les températures élevées. Les satellites, les astronautes et les engins spatiaux ressentent la thermosphère comme un endroit très froid, car la chaleur intense de la thermosphère ne peut pas être transférée efficacement aux objets solides. La chaleur associée à la rentrée atmosphérique est due à la thermosphère, mais il s'agit d'un effet de frottement plutôt que de la température de l'atmosphère elle-même.