Les molécules les plus courantes dans l’exosphère terrestre sont celles des gaz atmosphériques les plus légers. L’hydrogène est présent dans toute l’exosphère, avec de l’hélium, du dioxyde de carbone et de l’oxygène atomique près de sa base. Parce qu’il peut être difficile de définir la limite entre l’exosphère et de l’espace (voir « limite Supérieure » à la fin de cette section), l’exosphère peut être considéré comme une partie de interplanétaire ou à l’extérieur de l’espace.
borne Inférieuremodifier
la limite inférieure de l’exosphère est appelée l’exobase., Elle est également appelée « altitude critique » car il s’agit de l’altitude où les conditions barométriques ne s’appliquent plus. La température atmosphérique devient presque constante au-dessus de cette altitude. Sur Terre, l’altitude de l’exobase varie d’environ 500 à 1 000 kilomètres (310 à 620 mi) en fonction de l’activité solaire.
l’exobase peut être définie de deux façons:
Si nous définissons l’exobase comme la hauteur à laquelle les molécules voyageant vers le haut subissent une collision en moyenne, alors à cette position, Le libre chemin moyen d’une molécule est égal à une hauteur d’échelle de pression., Ceci est illustré ci-dessous. Considérons un volume d’air, avec une surface horizontale a {\displaystyle A} et une hauteur égale au chemin libre Moyen l {\displaystyle l}, à la pression p {\displaystyle p} et à la température T {\displaystyle T} . Pour un gaz idéal, le nombre de molécules qu’il contient est:
n = p A l R T {\displaystyle n={\frac {pAl}{RT}}}
où R {\displaystyle R} est la constante de gaz universelle., À partir de l’exigence que chaque molécule voyageant vers le haut subisse en moyenne une collision, la pression est:
p = m A n G A {\displaystyle P={\frac {m_{a}ng}{A}}}
où m a {\displaystyle m_{A}} est la masse moléculaire moyenne du gaz. La résolution de ces deux équations donne:
l = R T M A G {\displaystyle l = {\frac{RT} {m_ {A}g}}}
qui est l’équation de la hauteur de l’échelle de pression., Comme la hauteur de l’échelle de pression est presque égale à la hauteur de l’échelle de densité du constituant primaire, et parce que le nombre de Knudsen est le rapport entre le libre chemin moyen et l’échelle de fluctuation de densité typique, cela signifie que L’exobase se trouve dans la région où K n ( h E B ) ≃ 1 {\displaystyle \mathrm {Kn} (H_{EB})\simeq 1} .
la fluctuation de la hauteur de l’exobase est importante car elle entraîne une traînée atmosphérique sur les satellites, qui finissent par les faire tomber de l’orbite si aucune mesure n’est prise pour maintenir l’orbite.,
limite supérieure de la Terremodifier
en principe, l’exosphère couvre des distances où les particules sont encore gravitationnellement liées à la Terre, c’est-à-dire que les particules ont encore des orbites balistiques qui les ramèneront vers la Terre. La limite supérieure de l’exosphère peut être définie comme la distance à laquelle l’influence de la pression du rayonnement solaire sur l’hydrogène atomique dépasse celle de l’attraction gravitationnelle de la Terre. Cela se produit à la moitié de la distance de la Lune . L’exosphère, observable depuis l’espace sous le nom de geocorona, s’étend à au moins 10 000 kilomètres (6 200 mi) de la surface de la Terre.,