Fagstoff

Nøytral atmosfære – vakuum

Publisert: 01.09.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Tettheten i atmosfæren avtar med høyden, og over 300 km har vi det vi på jorda ville kalle høyvakuum. Antallet molekyler per volumenhet er redusert med en faktor 1010. Dessuten forandres sammensetningen av atmosfæren med høyden. Noen av disse gassene kan ha skadelige virkninger på visse materialer i satellitter.

Friksjon

Atmosfæren forårsaker en friksjon som er av stor betydning for lavbanesatellitter. Kraften har to komponenter. Den ene reduserer hastigheten, og denne kraften er proporsjonal med det effektive arealet for satellitten og tettheten i atmosfæren. For å beregne det effektive arealet er det nødvendig med en nøyaktig analyse av satellittkroppen for å se hvordan kollisjon med molekylene foregår. Dette friksjonsleddet kalles ”drag term” på engelsk. Som vist på figuren varierer tettheten sterkt med høyden over jordoverflata. Dessuten varierer den med sted, tid på året, tid på dagen og solaktiviteten. Derfor er det vanskelig å forutsi når en satellitt vil komme inn i atmosfæren og brenne opp eller falle ned.

Kraften på grunn av atmosfæren kan også ha en komponent normalt på fartsretningen, og denne kan også gi et løft av satellitten, som for et fly, eller få den til å "stupe" ned mot jordoverflata.

Atomær gass

Tettheten for molekylær gass avtar raskere enn tettheten for atomær gass. I noen hundre kilometers høyde, hvor satellitter og romferga flyr, er tettheten for molekylært oksygen, O2, mindre enn en prosent av tettheten for oksygen i form av enkelte atomer, AO (atomært oksygen). Tettheten varierer sterkt med solflekkaktiviteten.

Ved å klikke på gasstypene under figuren ser du hvordan tettheten varierer med høyden i forhold til tettheten i lav høyde.

Når høyden øker, er det atomær gass som blir dominerende. Legg spesielt merke til at tettheten for AO (atomært oksygen) avtar langsomt med høyden. Tettheten for de forskjellige gassene er også avhengig av solflekkaktiviteten.

You are missing some Flash content that should appear here! Perhaps your browser cannot display it, or maybe it did not initialise correctly. Download player
Atmosfæren
Opphavsmann: Narom
 

Frie oksygenatomer fører til korrosjon av visse materialer og er et problem i lave jordbaner. Romferga hadde slike skader på den del som kunne kalles baugen da den ”pløyer” den tynne atmosfæren. Det forårsaker også det som kalles ”spacecraft glow”, et lysfenomen man arbeidet lenge med å fastslå opphavet til. Slikt lys kan forstyrre optiske instrumenter. Det finnes også andre gasser på atomær og molekylær form, helium, argon og nitrogen.

Fordampning av materiale

I det interplanetariske rom antas gasstrykket å være 10-18 N/m2, som tilsvarer ca. 10-16 mm Hg. I det interstellare rom antas gasstrykket å være mindre enn 10-27 N/m2. Det høyvakuum man har i rommet fører til at materialer lett fordamper, og det kan igjen føre til elektriske kortslutninger og forandring av overflateegenskaper som kan føre til degradering av speil og solcellepaneler.