Además del oxígeno monoatómico, ¿qué otros componentes atmosféricos o ambientales monoatómicos o químicamente reactivos, si los hay, están presentes en altitudes orbitales que no están presentes en altitudes más bajas, y cómo afectan los materiales, instrumentos y equipos de las naves espaciales?
Aquí encontré un documento que detalla la composición de la atmósfera superior: Empirical Modeling of the Thermosphere . A 300 km de altura, el componente principal del aire es el oxígeno atómico con una densidad de alrededor de 10^14 átomos por metro cúbico. Hay algún porcentaje de nitrógeno, pero todos los demás elementos parecen ser insignificantes. Es posible que se liberen algunos gases más agresivos de los materiales del propio satélite, que es una de las razones por las que cada componente debe probarse antes de permitir su uso en el espacio.
Para elaborar un poco sobre la influencia del oxígeno: cuando un satélite viaja a unos 7800 m/s, cada metro cuadrado de su superficie atraviesa 7800 m^3 de aire cada segundo. Esto asciende a 25 µg/so 2 g/día.
Sin embargo, no puedo dar detalles sobre la influencia en el material del satélite. Pero la NASA informa sobre el efecto en las superficies del transbordador que "parecían heladas porque en realidad estaban siendo erosionadas y texturizadas".
Por encima de los 100 km de altitud, hay pocas partículas atmosféricas suficientes para que puedan viajar en gran medida sin colisionar. Debido a esto, las reacciones químicas en su mayoría cesan y se vuelven irrelevantes; sin colisiones de partículas, no se producen reacciones. En esta región, llamada heterosfera, diferentes especies se distribuyen en capas según su masa atómica. Este gráfico muestra las capas generales en las que habita cada especie de partícula. Para responder a la segunda parte de la pregunta, las partículas en esta región están tan separadas que probablemente tengan muy poco impacto en las naves espaciales que las atraviesan, ya que simplemente no hay suficientes partículas para tener un efecto notable.
Referencias:
mi otra cabeza