¿Dónde puedo encontrar datos de densidad atmosférica frente a altitud?

En el Simulador de Misión de Transbordador usamos la Atmósfera de Referencia Jacchia , es buena para 2500 km. IIRC no es bueno en la parte baja, por lo que usamos un modelo de atmósfera estándar para regímenes de vuelo atmosférico y Jacchia por encima de 182 km (600K pies).

Recientemente tuvimos un requisito similar y creamos una API web RESTful que envuelve el código original de los modelos NRLMSISE00 y JB2008 . La API está abierta y disponible aquí para cualquiera que la necesite.

Editar: el siguiente es un gráfico que traza la variación de la densidad atmosférica con la altitud, según lo calculado por los modelos JB2008 y NRLMSISE00 a los que se accede mediante la API. Tenga en cuenta que los valores calculados variarán significativamente con la actividad solar y estos valores son para parámetros nominales. Puede revisar y ejecutar el código de Python utilizado para generar la trama aquí

Como estimación aproximada, puede utilizar

$\frac{P}{P_0}=e^{-y/h},$

dónde$P$es la presión,$P_0$es la presión a alguna altura de referencia como el nivel del mar,$y$es la altura por encima de esa referencia, y$h$, llamada altura de escala, es de unos 8000 metros. Esta expresión se deriva básicamente de la termodinámica (equipartición). Es exactamente correcto si el campo gravitacional es constante y la atmósfera está en equilibrio térmico. En realidad, la atmósfera no está en equilibrio térmico y se enfría a medida que se asciende.

Como se trata de una exponencial, se reduce muy rápidamente. No tienes que ir muy alto antes de que se vuelva totalmente insignificante, y el componente dominante no será la atmósfera terrestre sino el medio interplanetario.

Esta ubicación tiene densidad versus altitud en la región sobre la que está preguntando:

https://www.spaceacademy.net.au/watch/debris/atmosmod.htm

La ISS necesita unas 7 toneladas de combustible al año para mantenerse en órbita. Acabo de intentar calcular la densidad del aire en la órbita de 400 km con una altura de escala de 8,5 km.

La densidad del aire debe haber$\frac{1}{e^\frac{400}{8.5}}$en comparación con el nivel del mar. Pero esto parece demasiado delgado, porque con esta densidad de aire calculada habría muy poco aire para causar un uso de combustible de 7 toneladas para mantener la órbita.

Mientras tanto: La altura de la escala depende de la temperatura. Entonces, por encima de 100 km, use 24 km en lugar de 8,5 km. Así que repetí el cálculo con altura de escala 8,5 hasta 100 km y altura de escala 24 de 100 a 420 km. Esto lo multipliqué con 7691 m/seg, 86400 seg al día, 365 días al año da aproximadamente 3. El resultado significa que 1 m² ISS golpea cada año tanto aire como 3 m³ al nivel del mar. Esto coincide bien con el uso de combustible para mantener la órbita.