Thermosphäre
Die Thermosphäre (von griechisch θερμός, thermós – warm, heiß und σφαίρα, sfära – Kugel) ist die vierte und zweitäußerste der Schichten der Erdatmosphäre.
Sie erstreckt sich von der in etwa 80 bis 85 Kilometer Höhe liegenden Mesopause, der oberen Grenze der Mesosphäre, bis unter die Exosphäre in etwa 500 bis 600 Kilometern über der Erdoberfläche. Die mittlere freie Weglänge einzelner Gasteilchen beträgt hier mehrere Kilometer, so dass ein Energieaustausch zwischen den Teilchen aufgrund seltenen Kontakts kaum stattfindet. Diese Gasmoleküle der extrem dünnen Atmosphärenschicht werden von der eintreffenden energiereichen kosmischen Strahlung ionisiert, also in Ionen und freie Elektronen gespalten, daher ist die Thermosphäre auch ein Teil der Ionosphäre. Aufgrund der geringen Dichte der Ionosphäre können diese Teilchen lange existieren, ehe sie wieder rekombinieren.
Die Temperatur beträgt - auch abhängig von der Sonnenaktivität - bis über 1.700 °C und nimmt mit der Höhe zu, aufgrund des geringen Wärmeaustausches spielt das aber z. B. für Astronauten keine Rolle. In der Thermosphäre umkreisen unter anderem das Space Shuttle und die Internationale Raumstation (ISS) die Erde. Obwohl die Atmosphäre hier außerordentlich dünn ist, macht sich der Luftwiderstand über längere Zeit bemerkbar. Die ISS, die in zwischen 350 und 400 km Höhe die Erde umkreist, würde ohne regelmäßige Anhebung ihrer Umlaufbahn durch Raketentriebwerke innerhalb weniger Jahre so stark abgebremst werden, dass sie auf die Erde stürzen würde.
Meteore werden beim Eintritt in die Erdatmosphäre meist in der unteren Thermosphäre sichtbar. Auch beim Wiedereintritt von Raumfahrzeugen treten hier erste thermische Belastungen auf, die höchsten Temperaturen werden dabei in der Regel aber erst in der Mesosphäre erreicht.
Der Physiker Merle Antony Tuve entwickelte die Methode um mit Radiowellen die Ionosphäre zu erforschen.
Siehe auch: Troposphäre - Stratosphäre
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