en los días calurosos días de verano Es hora de hablar del calor y el frío del espacio. Gracias a las películas de ciencia ficción, a los programas científicos y a los no tan populares, muchos se han convencido de que el espacio es un lugar inimaginablemente frío en el que lo más importante es encontrar cómo calentarse. Pero en realidad todo es mucho más complicado.

Para entender si hace calor o frío en el espacio, primero debemos volver a los conceptos básicos de la física. ¿Qué es entonces el calor? El concepto de temperatura se aplica a las moléculas de una sustancia que se encuentran en constante movimiento. Cuando se recibe energía adicional, las moléculas comienzan a moverse más activamente y cuando se pierde energía, se mueven más lentamente.

De este hecho se desprenden tres conclusiones:
1) el vacío no tiene temperatura;
2) en el vacío solo hay una forma de transferencia de calor: la radiación;
3) un objeto en el espacio, en realidad un grupo de moléculas en movimiento, puede enfriarse por contacto con un grupo de moléculas que se mueven lentamente o calentarse por contacto con un grupo que se mueve rápidamente.

El primer principio se utiliza en un termo, donde las paredes de vacío mantienen la temperatura del té y el café calientes. El transporte de gas natural licuado se realiza de la misma forma en camiones cisterna. El segundo principio determina las llamadas condiciones de intercambio de calor externo, es decir, la interacción del Sol (y/u otras fuentes de radiación) y la nave espacial. El tercer principio se utiliza en el diseño de la estructura interna de una nave espacial.

Cuando hablan de temperatura del espacio, pueden referirse a dos temperaturas diferentes: la temperatura de un gas disperso en el espacio o la temperatura de un cuerpo situado en el espacio. Como todo el mundo sabe, hay un vacío en el espacio, pero esto no es del todo cierto. Casi todo el espacio allí, al menos dentro de las galaxias, está lleno de gas, solo que está tan enrarecido que casi no tiene efecto térmico en el cuerpo colocado en él.

En el gas cósmico enrarecido, las moléculas son extremadamente raras y su impacto en macrocuerpos, como satélites o astronautas, es insignificante. Este gas puede calentarse a temperaturas extremas, pero debido a la rareza de las moléculas, los viajeros espaciales no lo sentirán. Aquellos. para la mayoría ordinaria astronave y los barcos, no importa en absoluto cuál sea la temperatura del medio interplanetario e interestelar: al menos 3 Kelvin, al menos 10.000 grados Celsius.

Otra cosa es importante: cuál es nuestro cuerpo cósmico, qué temperatura tiene y qué fuentes de radiación hay cerca.

La principal fuente de radiación térmica en nuestro sistema solar- este es el sol. Y la Tierra está bastante cerca de ella, por lo que en órbitas cercanas a la Tierra es muy importante ajustar la "relación" de la nave espacial y el Sol.

La mayoría de las veces, intentan envolver los objetos creados por el hombre en el espacio en una manta de varias capas, lo que evita que el calor del satélite se escape al espacio y evita que los rayos del sol frían el delicado interior del dispositivo. La manta multicapa se llama EVTI: pantalla-aislante térmico al vacío, “lámina de oro”, que en realidad no es oro ni lámina, sino una película de polímero recubierta con una aleación especial, similar a aquella en la que se envuelven las flores.

Sin embargo, en algunos casos y de algunos fabricantes, EVTI no es similar al papel de aluminio, pero realiza la misma función aislante.

A veces, algunas superficies de un satélite se dejan abiertas deliberadamente para que absorban la radiación solar o eliminen el calor del interior al espacio. Por lo general, en el primer caso, las superficies están cubiertas con esmalte negro, que absorbe fuertemente la radiación del sol y emite mal la suya, y en el segundo, con esmalte blanco, que absorbe mal y estudia bien.

Hay ocasiones en las que los instrumentos a bordo de una nave espacial deben funcionar a temperaturas muy bajas. Por ejemplo, los observatorios Millimetron y JWST observarán la radiación térmica del Universo, y para ello tanto los espejos de sus telescopios a bordo como los receptores de radiación deben estar muy fríos. En JWST, se prevé que el espejo principal se enfríe a -173 grados Celsius, y en Millimetron, incluso menos, a -269 grados Celsius. Para evitar que el Sol caliente los observatorios espaciales, estos se cubren con la llamada pantalla de radiación: una especie de paraguas solar multicapa, similar al EVTI.

Por cierto, es precisamente para estos satélites "fríos" donde cobra importancia el ligero calentamiento del gas cósmico enrarecido e incluso de los fotones de la radiación cósmica de fondo de microondas que llenan todo el Universo. Esta es en parte la razón por la que Millimetron, el JWST, se envía desde la cálida Tierra al punto de Lagrange, a 1,5 millones de kilómetros de distancia. Además de sombrillas, estos satélites científicos contarán con un complejo sistema con radiadores y refrigeradores de varias etapas.

En otros dispositivos menos complejos, la pérdida de calor en el espacio también se realiza mediante la radiación de los radiadores. Generalmente se cubren con esmalte blanco y se intenta colocarlos de forma perpendicular luz de sol, o en la sombra. En el satélite meteorológico Elektro-L fue necesario enfriar la matriz del escáner de infrarrojos a -60 grados Celsius. Esto se logró con la ayuda de un radiador, que se mantuvo constantemente a la sombra, y cada seis meses se giraba el satélite 180 grados para que la inclinación del eje de la Tierra no provocara que el radiador quedara expuesto a los rayos del sol. En los días de los equinoccios, el satélite debía mantenerse en un ligero ángulo, por lo que en las imágenes aparecían artefactos cerca de los polos de la Tierra.

El sobrecalentamiento es uno de los obstáculos para la creación de una nave espacial con una potente fuente de energía nuclear. La electricidad a bordo se obtiene a partir del calor con una eficiencia muy inferior al 100%, por lo que el exceso de calor hay que verterlo al espacio. Los radiadores tradicionales que se utilizan hoy en día serían demasiado grandes y pesados, por eso ahora en nuestro país se está trabajando en la creación de refrigeradores con radiadores de gotas, en los que el refrigerante en forma de gotas vuela por el espacio exterior y le desprende calor al estudiarlo.

La principal fuente de radiación en el Sistema Solar es el Sol, pero los planetas, sus satélites, cometas y asteroides contribuyen de manera significativa al estado térmico de las naves espaciales que vuelan cerca de ellos. Todos estos cuerpos celestes tienen su propia temperatura y son fuentes de radiación térmica que, además, interactúa con las superficies externas del aparato de manera diferente a la radiación "más caliente" del Sol. Pero los planetas también reflejan la radiación solar, y los planetas con una atmósfera densa reflejan de forma difusa los cuerpos celestes sin atmósfera - según una ley especial, y los planetas con una atmósfera enrarecida, como Marte - de una manera completamente diferente.

Al crear una nave espacial, es necesario tener en cuenta no sólo la "relación" del dispositivo y el espacio, sino también todos los instrumentos y dispositivos que contiene, así como la orientación de los satélites con respecto a las fuentes de radiación. Para garantizar que unos no calienten a otros y otros no se congelen y que se mantenga la temperatura de funcionamiento a bordo, se está desarrollando un sistema de servicio independiente. Se llama "Sistema de Gestión Térmica" o SOTS. Puede incluir calentadores y refrigeradores, radiadores y tubos de calor, sensores de temperatura e incluso computadoras especiales. Se pueden utilizar sistemas activos o pasivos cuando la función de calentadores la desempeñan los dispositivos operativos y el radiador es el cuerpo del dispositivo. Este sistema simple y confiable fue creado para el satélite privado ruso Dauria Aerospace.

Los sistemas activos más complejos utilizan refrigerante circulante o tubos de calor, similares a los que se utilizan a menudo para transferir calor desde la CPU al disipador de calor en computadoras y portátiles.

El cumplimiento del régimen térmico suele ser un factor decisivo en el rendimiento del dispositivo. Por ejemplo, el Lunokhod 2, sensible a los cambios de temperatura, murió a causa de un ridículo puñado de regolito negro en su techo. La radiación solar, que ya no se reflejaba en el aislamiento térmico, provocó el sobrecalentamiento del equipo y el fallo del "tractor lunar".

En la creación de naves espaciales y barcos, el cumplimiento del régimen térmico lo llevan a cabo especialistas individuales en ingeniería de SOTP. Uno de ellos, Alexander Shaenko de Dauria Aerospace, trabajó en el satélite DX1 y ayudó en la creación de este material. Ahora Alexander está ocupado dando conferencias sobre astronáutica y creando su propio satélite, que servirá para popularizar el espacio, convirtiéndose en el objeto más brillante del cielo después del Sol y la Luna.

> ¿Qué frío hace en el espacio?

¿Cuál es la temperatura en espacio exterior¿en orbita? Descubra qué tan frío hace en el espacio exterior, temperatura en el vacío, cero absoluto, valor en la sombra.

Si tuviéramos la oportunidad de viajar entre estrellas y atravesar el espacio intergaláctico, tendríamos que acabar en lugares bastante fríos. Así que no olvides llevar algunos suéteres porque va a hacer frío. Pero, ¿qué frío hace en el espacio y cuál es la temperatura en el espacio?

Bueno, a diferencia de tu casa, tu coche y tu piscina, no hay temperatura en el vacío. Entonces, la pregunta planteada suena bastante estúpida. Sólo si usted mismo se encuentra en el espacio podrá determinar cuál es la temperatura en el espacio exterior fuera de la nave.

Hay tres métodos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación. Calienta un lado de un tubo metálico y la temperatura se transferirá al otro (conducción). El aire circular es capaz de transferir calor de un lado al otro de la habitación (convección). Pero en el vacío, sólo el último método funciona.

El objeto absorbe fotones de energía y se calienta. Al mismo tiempo, los fotones producen radiación. El calentamiento ocurre cuando un objeto absorbe más de lo que emite. De lo contrario, se enfriará.

Llega un punto en el que no se puede sacar más energía de un objeto. Esta es la temperatura mínima posible, equivalente al cero absoluto. Pero aquí hay un punto interesante: nunca alcanzarás esta marca.

Visitemos la Estación Espacial Internacional con su temperatura en el espacio en órbita. El metal desnudo se calienta hasta 260°C cuando se expone a la luz solar constante. Esto es increíblemente peligroso para los astronautas, que también se ven obligados a viajar al espacio exterior. Por tanto, es necesario aplicar una capa protectora. Pero en la sombra el objeto se enfría hasta -100°C.

Los astronautas pueden experimentar cambios bruscos de temperatura dependiendo de hacia qué lado miran al Sol. Por supuesto, esto se compensa con trajes espaciales con sistemas de calefacción y refrigeración.

Vayamos aún más lejos. Cuanto más te alejas de , más baja es la temperatura en el espacio. La temperatura de la superficie de Plutón alcanza los -240°C (33 grados más cero absoluto). La temperatura del gas y el polvo entre las estrellas es de 10 a 20 grados por encima del cero absoluto.

Si subes lo más posible, obtendrás una temperatura de 2,7 Kelvin (-270,45°C). Ésta ya es la temperatura de la radiación relicta que impregna todo el Universo. Así que sí, ¡hace muchísimo frío en el espacio!

Quizás uno de los mitos más antiguos y extendidos sobre el espacio sea el siguiente: en el vacío del espacio, cualquier persona explotará sin un traje espacial especial. La lógica es que como ahí no hay presión, nos inflaríamos y reventaríamos, como un globo que se infló demasiado. Puede que te sorprenda, pero las personas son mucho más duraderas que los globos. No estallamos cuando recibimos una inyección, y tampoco estallaremos en el espacio: nuestros cuerpos son demasiado duros para el vacío. Vamos a hincharnos un poco, eso es un hecho. Pero nuestros huesos, piel y otros órganos son lo suficientemente resistentes como para sobrevivir a esto, a menos que alguien los rompa activamente. De hecho, algunas personas ya han experimentado condiciones de presión extremadamente bajas mientras trabajaban en misiones espaciales. En 1966, un hombre estaba probando un traje espacial y de repente se descomprimió a 36.500 metros. Perdió el conocimiento, pero no explotó. Incluso sobrevivió y se recuperó por completo.

La gente se esta congelando

Esta falacia se utiliza con frecuencia. ¿Quién de vosotros no ha visto a alguien acabar fuera de una nave espacial sin traje? Se congela rápidamente y, si no se recupera, se convierte en un carámbano y se aleja flotando. En realidad, sucede exactamente lo contrario. No te congelarás si vas al espacio; al contrario, te sobrecalentarás. El agua sobre la fuente de calor se calentará, subirá, se enfriará y comenzará de nuevo. Pero no hay nada en el espacio que pueda aceptar el calor del agua, lo que significa que es imposible enfriarla hasta temperaturas bajo cero. Tu cuerpo trabajará para producir calor. Es cierto que cuando sientas un calor insoportable, ya estarás muerto.

la sangre hierve

Este mito no tiene nada que ver con la idea de que tu cuerpo se sobrecalentará si te encuentras en el vacío. Más bien, está directamente relacionado con el hecho de que cualquier líquido tiene una relación directa con la presión ambiental. Cuanto mayor sea la presión, mayor será el punto de ebullición y viceversa. Porque es más fácil que un líquido pase a forma gaseosa. Las personas con lógica pueden adivinar que en el espacio, donde no hay presión alguna, el líquido hervirá y la sangre también es líquido. La línea Armstrong es donde la presión atmosférica es tan baja que el líquido hierve a temperatura ambiente. El problema es que, si bien el líquido hierve en el espacio, la sangre no. Otros líquidos, como la saliva en la boca, hervirán. El hombre que descomprimió a 36.500 metros dijo que la saliva le “cocinó” la lengua. Esta ebullición se parecerá más a un secado con secador. Sin embargo, la sangre, a diferencia de la saliva, se encuentra en un sistema cerrado y las venas la mantendrán bajo presión en estado líquido. Incluso si estás en un vacío total, el hecho de que la sangre esté encerrada en el sistema significa que no se convertirá en gas y escapará.

El sol es donde comienza la exploración espacial. Se trata de una gran bola de fuego alrededor de la cual giran todos los planetas, que está bastante lejos, pero que nos calienta sin quemarnos. Teniendo en cuenta que no podríamos existir sin la luz del sol y el calor, sorprende que exista un gran error sobre el Sol: que quema. Si alguna vez te has quemado con fuego, enhorabuena, te ha tocado más fuego del que el Sol jamás podría darte. En realidad, el Sol es una gran bola de gas que emite luz y energía térmica mediante el proceso de fusión nuclear, cuando dos átomos de hidrógeno forman un átomo de helio. El sol da luz y calor, pero no da ningún fuego ordinario. Es sólo una luz grande y cálida.

Los agujeros negros son embudos

Existe otro error común que puede atribuirse a la representación de agujeros negros en películas y dibujos animados. Por supuesto, son “invisibles” en su esencia, pero para una audiencia como usted y como yo, se los retrata como siniestros remolinos del destino. Se representan como embudos bidimensionales con salida en un solo lado. En realidad, un agujero negro es una esfera. No tiene un lado que te absorba, sino que es como un planeta con una gravedad gigante. Si te acercas demasiado desde cualquier dirección, serás tragado.

Reentrada

Todos hemos visto cómo las naves espaciales vuelven a entrar en la atmósfera terrestre (la llamada reentrada). Esta es una prueba seria para el barco; Como regla general, su superficie se calienta mucho. Muchos pensamos que esto se debe a la fricción entre la nave y la atmósfera, y esta explicación tiene sentido: es como si la nave estuviera rodeada por nada, y de repente comienza a rozar la atmósfera a una velocidad gigantesca. Por supuesto, todo se calentará. Bueno, la verdad es que la fricción elimina menos del uno por ciento del calor durante el reingreso. La razón principal del calentamiento es la compresión o contracción. A medida que la nave regresa rápidamente a la Tierra, el aire por el que pasa se comprime y rodea la nave. Esto se llama onda de choque de arco. El aire que golpea la proa del barco lo empuja. La velocidad de lo que está sucediendo hace que el aire se caliente sin tener tiempo de descomprimirlo o enfriarlo. Aunque parte del calor es absorbido por el escudo térmico, hermosas fotos El reingreso a la atmósfera es creado por el aire alrededor del dispositivo.

colas de cometa

Imagínese un cometa por un segundo. Lo más probable es que te imagines un trozo de hielo corriendo por el espacio exterior con una cola de luz o fuego detrás. Puede que le sorprenda saber que la dirección de la cola de un cometa no tiene nada que ver con la dirección en la que se mueve el cometa. El caso es que la cola del cometa no es el resultado de la fricción o la destrucción del cuerpo. El viento solar calienta el cometa y hace que el hielo se derrita, lo que hace que las partículas de hielo y arena vuelen en la dirección opuesta al viento. Por lo tanto, la cola del cometa no necesariamente seguirá un rastro detrás de él, sino que siempre estará dirigida en dirección opuesta al sol.

Después de la degradación de Plutón, Mercurio se convirtió en el planeta más pequeño. También es el planeta más cercano al Sol, por lo que sería natural suponer que es el planeta más caliente de nuestro sistema. En resumen, Mercurio es un planeta condenadamente frío. En primer lugar, en el punto más caliente de Mercurio la temperatura es de 427 grados centígrados. Incluso si todo el planeta mantuviera esta temperatura, Mercurio seguiría siendo más frío que Venus (460 grados). La razón por la que Venus, que está casi 50 millones de kilómetros más lejos del Sol que Mercurio, es más cálido se debe a su atmósfera de dióxido de carbono. Mercurio no puede presumir de nada.

Otro motivo tiene que ver con su órbita y rotación. Mercurio completa una revolución completa alrededor del Sol en 88 días terrestres y una revolución completa alrededor de su eje en 58 días terrestres. La noche en el planeta dura 58 días, lo que da tiempo suficiente para que la temperatura baje a -173 grados centígrados.

Sondas

Todo el mundo sabe que el rover Curiosity participa actualmente en importantes trabajo de investigación en Marte. Pero la gente se ha olvidado de muchas de las otras sondas que hemos enviado a lo largo de los años. El rover Opportunity aterrizó en Marte en 2003 con el objetivo de realizar la misión en un plazo de 90 días. Diez años después sigue funcionando. Mucha gente piensa que nunca hemos enviado sondas a otros planetas además de Marte. Sí, hemos puesto en órbita muchos satélites, pero ¿aterrizar algo en otro planeta? Entre 1970 y 1984, la URSS logró alunizar ocho sondas en la superficie de Venus. Es cierto que todos se quemaron gracias a la atmósfera hostil del planeta. La nave espacial más persistente sobrevivió durante unas dos horas, mucho más de lo esperado.

Si nos adentramos un poco más en el espacio, llegaremos a Júpiter. Para los rovers, Júpiter es un objetivo aún más difícil que Marte o Venus porque está hecho casi en su totalidad de gas, sobre el cual no se puede viajar. Pero esto no detuvo a los científicos y enviaron una sonda allí. En 1989, la nave espacial Galileo partió para estudiar Júpiter y sus lunas, tarea que realizó durante los siguientes 14 años. También lanzó una sonda sobre Júpiter, que envió información sobre la composición del planeta. Aunque hay otra nave en camino a Júpiter, esa primera información es invaluable, ya que en ese momento la sonda Galileo era la única sonda que se sumergía en la atmósfera de Júpiter.

Estado de ingravidez

Este mito parece tan obvio que muchas personas se niegan a convencerse de lo contrario. Los satélites, las naves espaciales, los astronautas y otros no experimentan ingravidez. La verdadera ingravidez o microgravedad no existe y nadie la ha experimentado jamás. La mayoría de la gente se pregunta: ¿cómo es posible que los astronautas y los barcos floten si están lejos de la Tierra y no experimentan su atracción gravitacional? De hecho, es la gravedad la que les permite flotar. Mientras vuela alrededor de la Tierra o de cualquier otro cuerpo celeste con una gravedad significativa, el objeto cae. Pero como la Tierra está en constante movimiento, estos objetos no chocan contra ella.

La gravedad de la Tierra intenta atraer la nave hacia su superficie, pero el movimiento continúa, por lo que el objeto continúa cayendo. Esta caída eterna conduce a la ilusión de ingravidez. Los astronautas dentro de la nave también caen, pero parecen flotar. El mismo estado se puede experimentar en la caída de un ascensor o de un avión. Y puedes vivirlo en un avión en caída libre a una altitud de 9000 metros.

A pesar de todos los mitos comunes, en realidad el espacio no es ni frío ni caliente. Sólo la materia puede tener estas propiedades y el espacio es la ausencia de materia. La ciencia dice que el calor es una medida de la actividad molecular. Como hay muy pocos átomos o moléculas en el espacio, es un vacío casi perfecto.

El astronauta Buzz Aldrin (archivos de la NASA)

Sólo la presencia o la distancia de las fuentes de calor determina las temperaturas de ebullición o congelación y, en consecuencia, las sensaciones humanas: si hace frío o calor en ese momento. Precisamente por eso es tan importante la cuestión de la termorregulación y de la cápsula habitable de una nave espacial, y especialmente del traje espacial. Después de todo, a juzgar por los informes de los astronautas y las películas y el material fotográfico que presentaron, en trajes espaciales pasaron horas (o incluso de 10 a 12 horas) en el espacio exterior (es decir, bajo el sol abrasador o bajo su sombra helada). , y el traje espacial era a la vez su único refugio y casi su hogar.

Y cuando, en 1969 y durante los siguientes tres años, los astronautas estadounidenses saltaron alegremente a la superficie lunar, todos, por supuesto, prestaron atención a las mochilas que llevaban a la espalda. Los trabajadores de todo el planeta miraron con indudable respeto esta obra maestra de la avanzada tecnología estadounidense. Después de todo, esta mochila universal proporcionó al astronauta todo lo que necesitaba. Dado que el espacio era “frío”, como todos creían en aquella época, la mochila tenía que proporcionar suficiente calefacción. Y también la presión normal, el suministro de oxígeno, la eliminación del exceso de humedad, etc. Luego, sin embargo, recordaron que durante el día la Luna está más caliente que el agua hirviendo (el Sol calienta su superficie hasta 120°C), y el astronauta necesita más bien refrescarse. sistemas. Pero esto despertó un respeto aún mayor por los tecnólogos estadounidenses: ¡qué maravillosos sistemas de apoyo han creado: te salvan del calor y del frío!

Foto de la Luna (archivo wordpress.com)

Brevemente, este sistema y la mochila que lo contiene se denominan PSZHO - Portable Life Support System (PLSS - Portable Life Support System). Un PSJO listo para usar pesa 38 kg en la Tierra y poco más de 6 kg en la Luna, y mide 66 cm de largo, 46 cm de ancho y 25 cm de espesor. El volumen total de la mochila es, por tanto, 0,66 x 0,46 x 0,25 = 0,076 metros cúbicos. m. La NASA afirmó que el PSJO proporcionó al astronauta soporte vital completo durante varias horas. Había: un cilindro de oxígeno, un neutralizador de dióxido de carbono, un dispositivo para eliminar la humedad, un recipiente con agua para enfriar, otro recipiente con aguas residuales para su eliminación, un intercambiador de calor, un sistema de sensores para monitorear las funciones vitales del cuerpo, un Potente walkie-talkie para transmitir señal a la Tierra, 4 litros de agua. Y para colmo, las baterías son lo suficientemente grandes como para alimentar todo el equipo de esta mochila.

Los ingeniosos, sin embargo, notan la analogía del sistema con el espiráculo de las ballenas y los cachalotes: cuando regresan de las profundidades del océano a la superficie, deben expulsar el aire de escape y el vapor con una poderosa fuente. Y los astronautas también son otros productos de desecho. Es decir, tuvieron que caminar sobre la Luna en un halo de fuentes de vapor o finas migajas de hielo emitidas por los trajes espaciales mediante el sudor, la orina y otras emisiones naturales del cuerpo. Bien, digamos que la NASA no publicó estas imágenes por razones éticas.

Pero, ¿cómo se hizo todo esto desde un punto de vista técnico? La NASA afirma que los astronautas llevaban monos que tenían cosidos finos tubos de plástico llenos de agua, conectados a un tanque de agua: "Se utilizó un sistema de refrigeración más eficiente utilizando ropa interior refrigerada por agua con finos tubos de plástico cosidos".

Buzz Aldrin (archivos de la NASA)

El aire caliente de los trajes espaciales, generado por los procesos metabólicos del cuerpo del astronauta, aparentemente se extraía mediante este sistema al intercambiador de calor PSZHO. Cuando el traje comenzó a acumular un exceso de calor, el astronauta presionó un botón que activó el mecanismo para liberar agua residual de la salida del intercambiador de calor. “El agua brotó del traje, se convirtió en hielo y fue rociada al espacio”, testifican los astronautas.

La única ventaja del plástico es su flexibilidad. De lo contrario, el plástico es la peor opción para un sistema de refrigeración porque es un buen aislante térmico. El sistema sólo podría funcionar si había suficiente agua en el PSJO. ¿Cuánta agua se requiere para completar la tarea? La superficie de un astronauta es de aproximadamente 0,75 metros cuadrados. m Utilizando una emisividad de 0,2, encontramos la radiación solar absorbida: 1353 W/m² × 0,2 × 0,75 m² = 203 W.

Los defensores de la versión oficial de la NASA afirman: "El PSJO fue diseñado para disipar el calor metabólico generado por el astronauta a una velocidad de 1.600 unidades térmicas británicas (BTU) por hora". Dado que 1 BTU por hora redondeado equivale a 0,293 W, obtenemos 469 W. A esto hay que sumarle la radiación térmica del Sol: 203 + 469 = 672 W.

Ahora es necesario calcular el calor emitido por el lado oscuro del traje. Pero primero tendremos que hacer ciertas suposiciones sobre la temperatura del aire y del traje espacial. Cuanto mayor sea la temperatura, más fácil será que funcione el refrigerador.

Supongamos que la temperatura de los trajes espaciales fuera de +38°C, es decir, +311°K. Ahora podemos aplicar la fórmula de Stefan Boltzmann. Para hacer esto, invirtamos la ecuación original:

Así, redondeando el resultado, obtenemos una radiación de 80 W. Réstalo de 672 y obtenemos 592 vatios. Para redondear, agregue 8 W para diversas radiaciones térmicas de walkie-talkies, bombas de agua, etc. Total 600 W. Hay 860 calorías en un vatio. Teniendo en cuenta el caso extremo (operar al 100% de eficiencia), es necesario producir suficiente hielo para soportar 516.000 cal por hora. En 4 horas acumula 2.064.000 calorías.

Para reducir la temperatura de 1 g de agua en 1°C, se requiere una pérdida de 1 caloría de calor. Para formar hielo, 1 g de agua debe perder otras 80 calorías. Así, un descenso de temperatura de +38°C a congelación (0°C) implica la transferencia de 38 calorías, más otras 80 calorías por congelación, es decir, un total de 118 calorías por cada gramo liberado por la salida. Si divides 2.064.000 calorías entre 118, obtienes 17.491 gramos que deben liberarse. Esto es 17,5 litros o 0,0175 cc. m, es decir casi una cuarta parte del volumen de PSZHO. ¡Esta cantidad de agua pesa 17,5 kg en la Tierra, que es el 46% del peso de la mochila!

Miremos ahora las cosas de manera realista. Usando una eficiencia del 40% (esta es una cifra bastante alta para la mayoría de los mecanismos), obtenemos cifras mucho más impresionantes, lo que indica que el PSJO simplemente no podía acomodar ni siquiera una unidad de enfriamiento. Pero en la mochila también hay una bombona de oxígeno, un neutralizador de dióxido de carbono, un dispositivo para eliminar la humedad, un recipiente con agua para enfriar, un recipiente con aguas residuales, un intercambiador de calor, un sistema de sensores, un walkie-talkie y baterías potentes. ¿No crees que sólo un mago podría diseñar mochilas así?

Sin embargo, sigamos con el enfriamiento. Si dividimos 17.491 g de agua entre 240 minutos, resulta que por la salida hubo que expulsar aproximadamente 70 g de agua por minuto, escapando del traje en forma de “vapor congelado”. La última expresión suena algo así como “hielo frito”, pero los expertos de la NASA parecen estar acostumbrados a las paradojas.

Sin embargo, todo esto no importa, ya que los cálculos teóricos contradicen los hechos reales. Según el diagrama transversal del PSJO publicado oficialmente, el recipiente de agua tiene sólo 7,6 cm de diámetro y 35,5 cm de longitud. En consecuencia, el volumen de este contenedor es de 1.600 metros cúbicos. centímetros (1,6 litros). ¡Esta agua solo duraría entre 25 y 30 minutos con una eficiencia imposible del 100%! ¡Pero la NASA nos dijo alrededor de 4 horas! tal vez inventado nueva manera concentración de agua? De todos los logros de la era espacial, ¡este sería el más sorprendente!

Detalle de la foto del traje espacial de Michael Collins (archivos de la NASA)

Si miramos las cosas de manera realista, entonces nuestros héroes espaciales tenían que llevar consigo una sombrilla. Mantenerlos alejados de la luz solar directa les habría ahorrado muchos problemas de sobrecalentamiento, al menos mientras saltaban en la Luna.

Pero incluso si al saltar se escondieran detrás de una especie de paraguas, ¿por qué los módulos lunares no estaban cubiertos con nada? Permanecieron durante horas bajo el sol abrasador. ¡Imagínese su coche expuesto al sol durante varias horas el verano pasado! Probablemente no podrás olvidar la sensación de subir a él durante mucho tiempo, ¿verdad? Pero por alguna razón los astronautas declaran de repente que en los módulos lunares les espera un frío glacial.

Buzz Aldrin escribió que hacía tanto frío en LEM que tuvo que bajar el aire acondicionado de su traje. Por otro lado, Collins dijo: "Las 2,5 horas que se les asignaron transcurrieron muy rápidamente, después de lo cual volvieron a subir al módulo lunar, cerraron la puerta y bombearon aire a la cabina". Esto es muy extraño, ya que el aire acondicionado del traje espacial (¡si es que existía!) no podía funcionar en condiciones normales de presión dentro del LEM. ¡Sólo podía funcionar en el vacío! Surgen las dudas: ¿estos dos astronautas volaron a la misma Luna?

21 de agosto de 2014 a las 12:30

Sobre el calor y el frío cósmicos

Blog de la empresa Dauria Aerospace

En los calurosos días de verano, toca hablar del calor y el frío del espacio. Gracias a las películas de ciencia ficción, a los programas científicos y no tan populares, muchos se han convencido de que el espacio es un lugar inimaginablemente frío en el que lo más importante es encontrar cómo calentarse. Pero en realidad todo es mucho más complicado.

Foto cosmonauta Pavel Vinogradov

Para entender si hace calor o frío en el espacio, primero debemos volver a los conceptos básicos de la física. ¿Qué es entonces el calor? El concepto de temperatura se aplica a cuerpos cuyas moléculas están en constante movimiento. Cuando se recibe energía adicional, las moléculas comienzan a moverse más activamente y cuando se pierde energía, se mueven más lentamente.

En el gas cósmico enrarecido, las moléculas son extremadamente raras y su impacto en macrocuerpos, como satélites o astronautas, es insignificante. Este gas puede calentarse a temperaturas extremas, pero debido a la rareza de las moléculas, los viajeros espaciales no lo sentirán. Aquellos. para la mayoría de las naves espaciales y barcos ordinarios, no importa en absoluto cuál sea la temperatura del medio interplanetario e interestelar: al menos 3 Kelvin, al menos 10.000 grados Celsius.

Otra cosa es importante: cuál es nuestro cuerpo cósmico, qué temperatura tiene y qué fuentes de radiación hay cerca.

La principal fuente de radiación térmica de nuestro Sistema Solar es el Sol. Y la Tierra está bastante cerca de ella, por lo que en órbitas cercanas a la Tierra es muy importante ajustar la "relación" de la nave espacial y el Sol.

Sin embargo, en algunos casos y de algunos fabricantes, EVTI no es similar al papel de aluminio, pero realiza la misma función aislante.

A veces, algunas superficies de un satélite se dejan abiertas deliberadamente para que absorban la radiación solar o eliminen el calor del interior al espacio. Habitualmente, en el primer caso, las superficies se recubren con esmalte negro, que absorbe fuertemente la radiación solar, y en el segundo caso, con esmalte blanco, que refleja bien los rayos.

En otros dispositivos menos complejos, la pérdida de calor en el espacio también se realiza mediante la radiación de los radiadores. Generalmente se cubren con esmalte blanco y se intenta colocarlos en paralelo a la luz del sol o en la sombra. En el satélite meteorológico" Electro-L"Era necesario enfriar la matriz del escáner de infrarrojos a -60 grados Celsius. Esto se logró usando un radiador, que se mantuvo constantemente a la sombra, y cada seis meses se giraba el satélite 180 grados para que la inclinación del eje de la Tierra no Esto no provoca que el radiador quede expuesto a los rayos del sol. En los días de equinoccio, el satélite debía mantenerse ligeramente inclinado, por lo que en las imágenes aparecen artefactos cerca de los polos terrestres.