Ruimtevaart en de temperatuur in de thermosfeer

De thermosfeer is een laag van onze atmosfeer en bevindt zich tussen een hoogte van ongeveer 95 km en 600 km. Deze laag wordt ‘thermosfeer’ genoemd omdat de temperatuur toeneemt met de hoogte en deze kan wel 2500°C bereiken. De luchtdichtheid is er echter erg laag; tot het punt dat warmtegeleiding praktisch niet optreedt. Voorwerpen in de thermosfeer voelen dan ook koud aan.

Platte Aarders ontdekten dat de temperatuur in de thermosfeer 2500°C kan bereiken en voegden dit toe aan hun lijstje van redenen waarom satellieten niet bestaan. Ze zouden immers smelten! De andere informatie die minstens even belangrijk is, negeren ze echter met plezier: dat de luchtdichtheid er ook veel lager is.

De massa van de atmosfeer van de aarde is geconcentreerd in de onderste lagen, het dichtst bij de aarde zelf. 90% van alle massa bevindt zich onder de 16 km. 99,9999% zit onder de 100 km. De thermosfeer zelf begint vanaf 95 km en eindigt op ongeveer 600 km. Slechts 0,002% van de massa van de atmosfeer van de aarde bevindt zich in de thermosfeer.

Warmteoverdracht is recht evenredig met het verschil in temperatuur en massa. Luchtmoleculen in de thermosfeer hebben soms een 10 keer hogere temperatuur dan aan het aardoppervlak. Maar tegelijkertijd is de dichtheid 10.000.000.000.000 keer lager. Hierdoor heeft het minder energie per volume-eenheid in vergelijking met ons lichaam, waardoor de thermosfeer koud aanvoelt en een gewone thermometer zal onder 0°C aangeven.

Deze situatie kunnen we vergelijken met het moment wanneer we getroffen worden door hete frituurolie. Meestal is dit geen groot probleem. De opspattende olie heeft dezelfde temperatuur als de kokende olie in de ketel en kan tot 200°C bereiken! Maar tegelijkertijd heeft het weinig massa, in tegenstelling tot de olie in de pan. Steek dus nooit je hand in de frietketel, maar panikeer niet bij een paar spatjes.

De stoom in sommige sauna’s kan 100°C bereiken, net als kokend water. Maar we voelen veel minder warmte van een heerlijke sauna dan van niet zo heerlijk kokend water. De reden is dat de dichtheid van stoom veel lager is dan die van water in vloeibare vorm. Alweer een wijze raad: ga nooit ontspannen in een bad kokend water. Kies voor de sauna.

Nog eentje om het af te leren? Vonken die worden geproduceerd door vuurstenen, slijpschijven of feeststerretjes kunnen temperaturen tot 1600°C bereiken! Maar voor ons vormen ze meestal geen groot probleem omdat hun massa minuscuul is in vergeleken met die van ons lichaam.