Determination of atmospheric density at an altitude of 430 km by the sodium vapour diffusion method²
- Paper ID
IAF-59-75
- author
- company
Institute for Atmospheric Physics, Academy of Sciences of the USSR
- country
U.S.S.R.
- year
1959
- abstract
Determination of Atmospheric Density at an Altitude of 430 km by the Sodium Vapour Diffusion Method. In order to confirm the recent air density observations derived from the deceleration of Soviet and American satellites in the altitude range of 270—750 km, the analysis of the diffusion of sodium vapour emitted from rockets is proposed. This method was originally suggested by Bates and several American experiments were made at comparatively low altitudes, viz.: 75—140 Inn. The first experiment of this type in the upper atmosphere was made on the 19th September, 1958. When the Soviet rocket reached 430 Ion, at the apex of its trajectory, the programmed ignition of thermite caused the ejection of sodium vapour from two vapourisers containing 2 kg. of metallic sodium each. The sodium vapour cloud, lit by the rays of the sun above the earth shadow, was photographed and the photographs were analysed by the standard astrophysical method. The atmospheric temperature was estimated as more than 1600 °K on the basis of the assumption of atomic oxygen as the basic constituent. The density figures obtained by this method, which can be used up to 500—600 km, were compared with the data from satellite deceleration and are shown to be between 10~14 and 10-15 g/cm3 at 430 km altitude. Bostimmung der atmospharisclien Dichte in 430 km Hoke mit Hilfe der Diffusion von Natriumdampf. Um die jüngsten Dichtemessungen zu bestàtigen, die sich aus der Bremsung der sowjetischen und amerikanischen Satelliten im Hôhenbereich zwischen 270 und 750 km ableiten lassen, wird die Analyse der Diffusion von aus Raketen ausgestofienem Natriumdampf vorgeschlagen. Diese Methode wurde ur- sprünglich von Bates angeregt und einige amerikanische Versuche wurden bei ver- hàltnismâBig niedrigen Hôhen, namlich 75 bis 140 km, ausgeführt. Der erste Versuch dieser Art in der Hohen Atmosphare wurde am 19. September 1958 unternommen. Als die sowjetische Rakete am Gipfelpunkt ihrer Bahn die Hôhe von 430 km erreicht hatte, bewirkte die programmierte Ziindung von Thermit die Ausstoflung von Natriumdampf aus zwei Verdampfern, die jeder 2 kg metal- lisches Natrium enthielten. Die Natriumdampfwolke wurde von den Sonnenstrahlen oberhalb des Erdschattens beleuchtet und photographiert. Die photographischen Auf- nahmen wurden nach den astrophysikalischen Standardmethoden analysiert. Aus dem angenommenen Grundbestandteil (atomarer Sauerstoff) wurde die Temperatur der Atmosphare auf mehr als 1600 °K geschatzt. Die nach diesem Verfahren, das bis zu Hôhen von 500 bis 600 km anwendbar ist, erhaltenen Dichtewerte wurden mit den Daten verglichen, die aus der Bremsung von Satelliten abgeleitet wurden. Sie liegen in einer Hôhe von 430 km zwischen 10-14 und 10-16 g/cm3. Détermination de la densité atmosphérique à l’altitude de 430 km par diffusion de vapeur de sodium. Pour confirmer les observations de densité déduites du freinage des satellites soviétiques et américains aux altitudes comprises entre 270 et 750 km., la méthode de diffusion d’une vapeur de sodium émise par une fusée est proposée. Elle a été originellement suggérée par Bates et plusieurs expériences américaines ont eu lieu à des altitudes relativement faibles (75 à 140 km.). La première expérience de ce genre en haute atmosphère a eu lieu le 19 Septembre 1958. Quand la fusée soviétique a atteint son altitude maximum de 430 km. l’allumage programmé de thermite a provoqué l’éjection de vapeur de sodium par deux vaporisateurs contenant 2 kilos de sodium métallique chacun. Le nuage de vapeur illuminé par les rayons solaires au dessus de l’ombre terrestre a été photographié, puis analysé par les méthodes usuelles de l’astrophysique. La température a été déterminée comme étant supérieure à 1600 °K en admettant l’oxygène atomique comme constituant principal. Les chiffres de densité obtenus, utilisables jusqu’à 500—600 km. ont été comparés à ceux déduits du freinage et sont compris entre 10“14 et 10~15g/cm3 à 430 km. d’altitude.