Tegen de tijd dat de meesten van ons ‘ruimte’ beschouwen als een enorme, koude leegte, kijken we in feite naar een gebied in de atmosfeer dat heter kan zijn dan een oven en kouder dan de ruimte. Recente laboratoriumexperimenten hebben de temperatuur zelfs onder het koudste gebied gebracht dat ooit in het heelal is waargenomen.

De Kármán-lijn:de officiële grens tussen atmosfeer en ruimte

De Internationale Astronautische Federatie en de Amerikaanse luchtmacht gebruiken de Kármán-lijn – 100 km boven zeeniveau – al lang als de praktische scheidslijn tussen de atmosfeer van de aarde en de ruimte. Op deze hoogte is de lucht te ijl om aerodynamische lift te ondersteunen, zodat alleen ruimtevaartuigen in een baan om de aarde kunnen draaien.

Temperaturen in de thermosfeer:van cryogeen tot explosief

De thermosfeer, de buitenste laag van de atmosfeer van de aarde, bevindt zich net onder de Kármán-lijn. In tegenstelling tot de troposfeer beneden stijgt de temperatuur hier met de hoogte, omdat hoogenergetische zonnefotonen worden geabsorbeerd door schaarse atmosferische gassen. Afhankelijk van de zonneactiviteit en geomagnetische omstandigheden kan de thermosfeer variëren van een ijskoude -118 °C tot een extreme temperatuur van 2000 °C of meer.

Waarom de temperatuur zo dramatisch varieert

De zonne-energieproductie is niet stabiel; fakkels en coronale massa-uitstoot kunnen de ultraviolette en röntgenstraling met ordes van grootte vergroten. Tijdens het zonnemaximum kan de bovenste thermosfeer tot wel 560°C (1000°F) verwarmen. Ondertussen ervaart de dagzijde van de planeet veel hogere temperaturen dan de nachtzijde, wat bijdraagt aan een verschil van 360°F (≈200°C) over een cyclus van 24 uur.

Bevriezen en koken tegelijk:de paradox van de ruimtevaart

Op ongeveer 400 km hoogte is de luchtdichtheid ongeveer 2 gkm⁻³ – ongeveer 0,3 ounces per kubieke mijl. Het schaarse gas kan geen warmte overbrengen naar een menselijk lichaam, dus je zou het extreem koud krijgen. Toch zou het vacuüm ervoor zorgen dat lichaamsvloeistoffen bij normale lichaamstemperatuur gaan koken, en de hoogenergetische straling zou de blootgestelde huid doen ontbranden. Deze vijandige omstandigheden illustreren waarom ruimtepakken essentieel zijn voor astronauten.

Voor meer informatie, zie het onderzoek naar thermosferische temperatuurvariabiliteit en het artikel over de Boomerangnevel .