რატომ არის სივრცე ბავშვებისთვის ცივი? როგორია ტემპერატურა სივრცეში? როგორ ხდება სითბოს გადაცემა?

ცხელ დღეებში ზაფხულის დღეებიდროა ვისაუბროთ სივრცის სიცხესა და სიცივეზე. სამეცნიერო ფანტასტიკის ფილმების, სამეცნიერო და არც თუ ისე პოპულარული სამეცნიერო პროგრამების წყალობით, ბევრი დარწმუნდა, რომ სივრცე წარმოუდგენლად ცივი ადგილია, სადაც მთავარია იპოვოთ როგორ გათბოთ. მაგრამ სინამდვილეში ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია.

იმის გასაგებად, კოსმოსში თბილია თუ ცივი, ჯერ უნდა დავუბრუნდეთ ფიზიკის საფუძვლებს. რა არის სითბო? ტემპერატურის ცნება ეხება ნივთიერების მოლეკულებს, რომლებიც მუდმივ მოძრაობაში არიან. როდესაც დამატებითი ენერგია მიიღება, მოლეკულები იწყებენ უფრო აქტიურ მოძრაობას, ხოლო როდესაც ენერგია იკარგება, ისინი უფრო ნელა მოძრაობენ.

ამ ფაქტიდან გამომდინარეობს სამი დასკვნა:
1) ვაკუუმს არ აქვს ტემპერატურა;
2) ვაკუუმში არის სითბოს გადაცემის მხოლოდ ერთი გზა - გამოსხივება;
3) სივრცეში არსებული ობიექტი, რეალურად მოძრავი მოლეკულების ჯგუფი, შეიძლება გაცივდეს ნელა მოძრავი მოლეკულების ჯგუფთან კონტაქტით ან გაცხელდეს სწრაფად მოძრავ ჯგუფთან კონტაქტით.

პირველი პრინციპი გამოიყენება თერმოსში, სადაც ვაკუუმური კედლები ინარჩუნებს ცხელი ჩაისა და ყავის ტემპერატურას. თხევადი ბუნებრივი აირის ტრანსპორტირება ხდება ტანკერებითაც. მეორე პრინციპი განსაზღვრავს გარე სითბოს გაცვლის ეგრეთ წოდებულ პირობებს, ანუ მზის (და/ან გამოსხივების სხვა წყაროების) და კოსმოსური ხომალდის ურთიერთქმედებას. მესამე პრინციპი გამოიყენება კოსმოსური ხომალდის შიდა სტრუქტურის დიზაინში.

როდესაც ისინი საუბრობენ სივრცის ტემპერატურაზე, მათ შეუძლიათ იგულისხმონ ორი განსხვავებული ტემპერატურა: სივრცეში გაფანტული აირის ტემპერატურა ან სივრცეში მდებარე სხეულის ტემპერატურა. როგორც ყველამ იცის, სივრცეში არის ვაკუუმი, მაგრამ ეს მთლად ასე არ არის. იქ თითქმის მთელი სივრცე, ყოველ შემთხვევაში, გალაქტიკების შიგნით, ივსება გაზით, უბრალოდ ის იმდენად იშვიათია, რომ მასში მოთავსებულ სხეულზე თითქმის არ აქვს თერმული ეფექტი.

იშვიათ კოსმოსურ გაზში მოლეკულები ძალზე იშვიათია და მათი გავლენა მაკრო სხეულებზე, როგორიცაა თანამგზავრები ან ასტრონავტები, უმნიშვნელოა. ასეთი გაზი შეიძლება გაცხელდეს ექსტრემალურ ტემპერატურამდე, მაგრამ მოლეკულების იშვიათობის გამო კოსმოსში მოგზაურები ამას ვერ იგრძნობენ. იმათ. უმრავლესობისთვის კოსმოსური ხომალდიდა გემებს, საერთოდ არ აქვს მნიშვნელობა რა არის პლანეტათაშორისი და ვარსკვლავთშორისი გარემოს ტემპერატურა: მინიმუმ 3 კელვინი, მინიმუმ 10000 გრადუსი ცელსიუსი.

მნიშვნელოვანია კიდევ ერთი: როგორია ჩვენი კოსმოსური სხეული, რა ტემპერატურაა და რა გამოსხივების რა წყაროებია ახლოს.

თერმული გამოსხივების მთავარი წყარო ჩვენს მზის სისტემა- ეს მზეა. და დედამიწა საკმაოდ ახლოს არის მასთან, ამიტომ, დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე ძალიან მნიშვნელოვანია კოსმოსური ხომალდისა და მზის "ურთიერთობის" რეგულირება.

ყველაზე ხშირად, ისინი ცდილობენ კოსმოსში შეფუთონ ადამიანის მიერ შექმნილი ობიექტები მრავალშრიანი საბანით, რაც ხელს უშლის თანამგზავრის სითბოს კოსმოსში გაქცევას და ხელს უშლის მზის სხივებს მოწყობილობის ნატიფი შიგთავსის შეწვას. მრავალშრიანი საბანი ეწოდება EVTI - ეკრანის ვაკუუმური თბოიზოლაცია, "ოქროს კილიტა", რომელიც სინამდვილეში არ არის ოქრო ან კილიტა, არამედ პოლიმერული ფილმი, რომელიც დაფარულია სპეციალური შენადნობით, მსგავსი, რომელშიც ყვავილებია გახვეული.

თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში და ზოგიერთი მწარმოებლისგან, EVTI არ არის ფოლგის მსგავსი, მაგრამ ასრულებს იგივე საიზოლაციო ფუნქციას.

ზოგჯერ სატელიტის ზოგიერთი ზედაპირი განზრახ ტოვებს ღია, ისე, რომ ისინი ან შთანთქავენ მზის რადიაციას ან შიგნიდან კოსმოსში აშორებენ სითბოს. ჩვეულებრივ, პირველ შემთხვევაში ზედაპირები დაფარულია შავი მინანქრით, რომელიც ძლიერად შთანთქავს მზის გამოსხივებას და ცუდად ასხივებს საკუთარს, ხოლო მეორეში - თეთრი მინანქრით, რომელიც ცუდად შეიწოვება და კარგად სწავლობს.

არის შემთხვევები, როდესაც კოსმოსურ ხომალდზე არსებული ინსტრუმენტები ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე უნდა მუშაობდნენ. მაგალითად, მილიმეტრონის და JWST ობსერვატორიები დააკვირდებიან სამყაროს თერმულ გამოსხივებას და ამისთვის მათი საბორტო ტელესკოპების სარკეები და რადიაციის მიმღებებიც ძალიან ცივი უნდა იყოს. JWST-ზე მთავარი სარკის გაციება იგეგმება - 173 გრადუს ცელსიუსამდე, ხოლო მილიმეტრონზე - კიდევ უფრო დაბალი, - 269 გრადუს ცელსიუსამდე. მზის კოსმოსური ობსერვატორიების გაცხელების თავიდან ასაცილებლად, ისინი დაფარულია ეგრეთ წოდებული რადიაციული ეკრანით: ერთგვარი მრავალფენიანი მზის ქოლგა, მსგავსი EVTI.

სხვათა შორის, სწორედ ასეთი „ცივი“ თანამგზავრებისთვის ხდება მნიშვნელოვანი მცირე გათბობა იშვიათი კოსმოსური გაზიდან და თუნდაც კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების ფოტონებიდან, რომლებიც ავსებს მთელ სამყაროს. ნაწილობრივ ამიტომ მილიმეტრონი, ეს JWST იგზავნება თბილი დედამიწიდან ლაგრანგის წერტილში, 1,5 მილიონი კილომეტრის დაშორებით. მზის ქოლგების გარდა, ამ სამეცნიერო თანამგზავრებს ექნებათ რთული სისტემა რადიატორებით და მრავალსაფეხურიანი მაცივრებით.

სხვა, ნაკლებად რთულ მოწყობილობებზე, სივრცეში სითბოს დაკარგვა ასევე ხორციელდება რადიატორების გამოსხივებით. როგორც წესი, ისინი დაფარულია თეთრი მინანქრით და ცდილობენ განათავსონ ისინი ან პერპენდიკულარულად მზის სინათლე, ან ჩრდილში. Elektro-L ამინდის თანამგზავრზე საჭირო იყო ინფრაწითელი სკანერის მატრიცის -60 გრადუს ცელსიუსამდე გაგრილება. ეს მიიღწევა რადიატორის დახმარებით, რომელიც მუდმივად ჩრდილში ინახებოდა და ყოველ ექვს თვეში თანამგზავრს 180 გრადუსით აბრუნებდნენ, რათა დედამიწის ღერძის დახრილობა არ გამოეწვია რადიატორის მზის სხივების ზემოქმედებას. ბუნიობის დღეებში თანამგზავრი ოდნავ კუთხით უნდა ყოფილიყო დაჭერილი, რის გამოც დედამიწის პოლუსებთან სურათებზე არტეფაქტები ჩნდებოდა.

გადახურება ერთ-ერთი დაბრკოლებაა ძლიერი ბირთვული ენერგიის წყაროს მქონე კოსმოსური ხომალდის შესაქმნელად. ბორტზე მყოფი ელექტროენერგია მიიღება სითბოსგან, რომლის ეფექტურობა 100%-ზე ნაკლებია, ამიტომ ზედმეტი სითბო კოსმოსში უნდა ჩაყაროს. დღეს გამოყენებული ტრადიციული რადიატორები ძალიან დიდი და მძიმე იქნებოდა, ამიტომ ჩვენს ქვეყანაში ახლა მიმდინარეობს მუშაობა წვეთოვანი რადიატორის მაცივრების შესაქმნელად, რომლებშიც გამაგრილებელი წვეთების სახით გაფრინდება გარე სივრცეში და აწვდის მას სითბოს მისი შესწავლით.

მზის სისტემის რადიაციის მთავარი წყარო მზეა, მაგრამ პლანეტები, მათი თანამგზავრები, კომეტები და ასტეროიდები მნიშვნელოვან წვლილს შეაქვთ მათ მახლობლად დაფრინავებული კოსმოსური ხომალდის თერმულ მდგომარეობაში. ყველა ამ ციურ სხეულს აქვს საკუთარი ტემპერატურა და არის თერმული გამოსხივების წყარო, რომელიც, უფრო მეტიც, ურთიერთქმედებს აპარატის გარე ზედაპირებთან განსხვავებულად, ვიდრე მზის "ცხელი" გამოსხივება. მაგრამ პლანეტები ასევე ირეკლავენ მზის რადიაციას, ხოლო მკვრივი ატმოსფეროს მქონე პლანეტები დიფუზურად, ატმოსფეროს გარეშე ციურ სხეულებს ირეკლავენ - სპეციალური კანონის მიხედვით, ხოლო პლანეტები იშვიათი ატმოსფეროით, როგორიცაა მარსი - სულ სხვაგვარად.

კოსმოსური ხომალდის შექმნისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ არა მხოლოდ მოწყობილობისა და სივრცის „ურთიერთობა“, არამედ შიგნით არსებული ყველა ინსტრუმენტი და მოწყობილობა, ასევე თანამგზავრების ორიენტაცია რადიაციის წყაროებთან მიმართებაში. იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ზოგი არ ათბობს სხვებს, ზოგი კი არ გაიყინება და ბორტზე მუშაობის ტემპერატურა შენარჩუნებულია, მუშავდება ცალკე სერვისის სისტემა. მას უწოდებენ "თერმული მართვის სისტემას" ან SOTS. ეს შეიძლება შეიცავდეს გამათბობლებს და მაცივრებს, რადიატორებს და სითბოს მილებს, ტემპერატურის სენსორებს და სპეციალურ კომპიუტერებსაც კი. აქტიური ან პასიური სისტემების გამოყენება შესაძლებელია, როდესაც გამათბობლების როლს ასრულებენ მოქმედი მოწყობილობები, ხოლო რადიატორი არის მოწყობილობის სხეული. ეს მარტივი და საიმედო სისტემა შეიქმნა კერძო რუსული თანამგზავრისთვის Dauria Aerospace.

უფრო რთული აქტიური სისტემები იყენებენ მოცირკულირე გამაგრილებლის ან სითბოს მილებს, რომლებიც ხშირად გამოიყენება კომპიუტერებისა და ლეპტოპების სითბოს გადასაცემად CPU-დან გამათბობელზე.

თერმული რეჟიმის დაცვა ხშირად გადამწყვეტი ფაქტორია მოწყობილობის მუშაობაში. მაგალითად, Lunokhod 2, მგრძნობიარე ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ, გარდაიცვალა მის სახურავზე რამდენიმე სასაცილო მუჭა შავი რეგოლითის გამო. მზის გამოსხივება, რომელიც აღარ აისახებოდა თბოიზოლაციით, გამოიწვია აღჭურვილობის გადახურება და „მთვარის ტრაქტორის“ უკმარისობა.

კოსმოსური ხომალდების და გემების შექმნისას თერმული რეჟიმის დაცვა ხორციელდება SOTP ინჟინერიის ინდივიდუალური სპეციალისტების მიერ. ერთ-ერთი მათგანი, ალექსანდრე შაენკო Dauria Aerospace-დან მუშაობდა DX1 თანამგზავრზე და ამ მასალის შექმნაშიც დაეხმარა. ახლა ალექსანდრე დაკავებულია ასტრონავტიკის შესახებ ლექციების კითხვით და საკუთარი თანამგზავრის შექმნას, რომელიც მოემსახურება კოსმოსის პოპულარიზაციას და გახდება ცის ყველაზე კაშკაშა ობიექტი მზისა და მთვარის შემდეგ.

> რამდენად ცივა სივრცეში?

ტემპერატურა რაშია გარე სივრცეორბიტაზე?გაარკვიეთ, რამდენად ცივია გარე სივრცეში, ვაკუუმის ტემპერატურა, აბსოლუტური ნული, მნიშვნელობა ჩრდილში.

ვარსკვლავებს შორის მოგზაურობისა და გალაქტიკათშორისი სივრცის გავლის შესაძლებლობა რომ გვქონდეს, საკმაოდ ცივ ადგილებში მოგვიწევს ჩამოსვლა. ასე რომ, არ დაგავიწყდეთ სვიტერების ჩალაგება, რადგან ცივა. მაგრამ რამდენად ცივა სივრცეში და როგორია ტემპერატურა სივრცეში?

ისე, თქვენი სახლის, მანქანისა და საცურაო აუზისგან განსხვავებით, ვაკუუმში ტემპერატურა არ არის. ასე რომ, დასმული კითხვა რეალურად საკმაოდ სულელურად ჟღერს. მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ თავად აღმოჩნდებით კოსმოსში, შეგიძლიათ განსაზღვროთ რა ტემპერატურაა გარე სივრცეში გემის გარეთ.

სითბოს გადაცემის სამი მეთოდი არსებობს: გამტარობა, კონვექცია და გამოსხივება. გააცხელეთ ლითონის მილის ერთი მხარე და ტემპერატურა გადაეცემა მეორეზე (გამტარობა). წრიულ ჰაერს შეუძლია სითბოს გადატანა ოთახის ერთი მხრიდან მეორეზე (კონვექცია). მაგრამ ვაკუუმში მხოლოდ ბოლო მეთოდი მუშაობს.

ობიექტი შთანთქავს ენერგიის ფოტონებს და თბება. ამავდროულად, ფოტონები წარმოქმნიან გამოსხივებას. გათბობა ხდება მაშინ, როდესაც ობიექტი შთანთქავს მეტს, ვიდრე გამოყოფს. წინააღმდეგ შემთხვევაში გაცივდება.

არის მომენტი, როდესაც თქვენ არ შეგიძლიათ მიიღოთ მეტი ენერგია ობიექტიდან. ეს არის მინიმალური შესაძლო ტემპერატურა, რომელიც უტოლდება აბსოლუტურ ნულს. მაგრამ აქ არის ერთი საინტერესო წერტილი - ამ ნიშნულს ვერასდროს მიაღწევ.

მოდით ვეწვიოთ საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურს მისი ტემპერატურით კოსმოსში ორბიტაზე. შიშველი ლითონი თბება 260°C-მდე მზის მუდმივი შუქის ზემოქმედებისას. ეს წარმოუდგენლად საშიშია ასტრონავტებისთვის, რომლებიც ასევე იძულებულნი არიან წავიდნენ კოსმოსში. ამიტომ აუცილებელია დამცავი საფარის წასმა. მაგრამ ჩრდილში ობიექტი ცივდება -100°C-მდე.

ასტრონავტებს შეუძლიათ განიცადონ ტემპერატურის უეცარი ცვლილებები იმისდა მიხედვით, თუ რომელ მხარეს უყურებენ მზეს. რა თქმა უნდა, ამის კომპენსირება ხდება გათბობისა და გაგრილების სისტემებით აღჭურვილი კოსმოსური კოსტუმებით.

კიდევ უფრო შორს წავიდეთ. რაც უფრო შორს აშორდებით კოსმოსს, მით უფრო დაბალია ტემპერატურა სივრცეში. პლუტონის ზედაპირის ტემპერატურა -240°C-ს (33 გრადუსზე მაღალი) აღწევს აბსოლუტური ნული). ვარსკვლავებს შორის გაზისა და მტვრის ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე 10-20 გრადუსია.

თუ შეძლებისდაგვარად აწევთ, მიიღებთ ტემპერატურას 2,7 კელვინს (-270,45°C). ეს უკვე რელიქტური გამოსხივების ტემპერატურაა, რომელიც მთელ სამყაროს აღწევს. ასე რომ, დიახ, კოსმოსში ცივა!

ალბათ ერთ-ერთი უძველესი და ყველაზე გავრცელებული მითი სივრცის შესახებ არის ეს: სივრცის ვაკუუმში ნებისმიერი ადამიანი აფეთქდება სპეციალური კოსმოსური კოსტუმის გარეშე. ლოგიკა იმაში მდგომარეობს, რომ რადგან იქ არ არის ზეწოლა, გავბერდებოდით და ვფეთქდებოდით, როგორც ზედმეტად გაბერილი ბუშტი. შეიძლება გაგიკვირდეთ, მაგრამ ადამიანები ბევრად უფრო გამძლეა ვიდრე ბუშტები. ჩვენ არ ვფეთქდებით ინექციის მიღებისას და არც სივრცეში ვიფეთქდებით - ჩვენი სხეული ზედმეტად მკაცრია ვაკუუმისთვის. ცოტა გავბეროთ, ეს ფაქტია. მაგრამ ჩვენი ძვლები, კანი და სხვა ორგანოები საკმარისად მდგრადია იმისათვის, რომ გადარჩეს ეს, თუ ვინმე აქტიურად არ გაანადგურებს მათ. სინამდვილეში, ზოგიერთმა ადამიანმა უკვე განიცადა უკიდურესად დაბალი წნევის პირობები კოსმოსურ მისიებზე მუშაობისას. 1966 წელს მამაკაცი კოსმოსურ კოსტიუმს ცდის, 36500 მეტრზე მოულოდნელად დეკომპრესია მოხდა. მან გონება დაკარგა, მაგრამ არ აფეთქდა. ის კი გადარჩა და სრულად გამოჯანმრთელდა.

ხალხი იყინება


ეს შეცდომა ხშირად გამოიყენება. თქვენ შორის რომელს არ უნახავს ვინმე კოსმოსური ხომალდის გარეთ კოსტუმის გარეშე? ის სწრაფად იყინება და თუ უკან არ დააბრუნეს, ყინულში იქცევა და მიცურავს. სინამდვილეში კი სრულიად საპირისპირო ხდება. კოსმოსში გასვლის შემთხვევაში არ გაიყინები, პირიქით, გადახურდები. სითბოს წყაროს ზემოთ წყალი გაცხელდება, მოიმატებს, გაცივდება და თავიდან დაიწყება. მაგრამ კოსმოსში არაფერია ისეთი, რაც წყლის სიცხეს შეეგუება, რაც ნიშნავს, რომ გაყინვამდე გაყინვა შეუძლებელია. თქვენი სხეული იმუშავებს სითბოს გამომუშავებაზე. მართალია, როცა გაუსაძლისად გახურდები, უკვე მკვდარი იქნები.

სისხლი დუღს


ამ მითს არაფერი აქვს საერთო იმ აზრთან, რომ თქვენი სხეული გადახურდება, თუ ვაკუუმში აღმოჩნდებით. სამაგიეროდ, ეს პირდაპირ კავშირშია იმასთან, რომ ნებისმიერ სითხეს უშუალო კავშირი აქვს გარემოს წნევასთან. რაც უფრო მაღალია წნევა, მით უფრო მაღალია დუღილის წერტილი და პირიქით. რადგან სითხე უფრო ადვილად გადაიქცევა აირის ფორმაში. ლოგიკის მქონე ადამიანებს შეუძლიათ გამოიცნონ, რომ სივრცეში, სადაც წნევა საერთოდ არ არის, სითხე ადუღდება და სისხლიც სითხეა. არმსტრონგის ხაზი არის ადგილი, სადაც ატმოსფერული წნევა იმდენად დაბალია, რომ სითხე ადუღდება ოთახის ტემპერატურაზე. პრობლემა ის არის, რომ სანამ სითხე ადუღდება სივრცეში, სისხლი არ ადუღდება. სხვა სითხეები, როგორიცაა ნერწყვი პირში, ადუღდება. კაცმა, რომელმაც დეკომპრესია მოახდინა 36500 მეტრზე, თქვა, რომ ნერწყვმა ენა „ადუღა“. ეს დუღილი უფრო ფენივით იქნება. თუმცა, სისხლი, ნერწყვისაგან განსხვავებით, დახურულ სისტემაშია და თქვენი ვენები მას თხევად მდგომარეობაში ზეწოლის ქვეშ იკავებენ. მაშინაც კი, თუ სრულ ვაკუუმში ხართ, ის ფაქტი, რომ სისხლი სისტემაშია ჩაკეტილი, ნიშნავს, რომ ის არ გადაიქცევა გაზად და გაქცევა.


მზე არის ადგილი, სადაც იწყება კოსმოსური კვლევა. ეს არის დიდი ცეცხლოვანი ბურთი, რომლის ირგვლივ ტრიალებს ყველა პლანეტა, რომელიც საკმაოდ შორს არის, მაგრამ გვათბობს ისე, რომ არ გვწვავს. იმის გათვალისწინებით, რომ მზის და სითბოს გარეშე ვერ ვიარსებებდით, გასაკვირია, რომ მზეზე დიდი მცდარი წარმოდგენა არსებობს: ის იწვის. თუ ოდესმე ცეცხლში დაიწვათ თავი, გილოცავთ, იმაზე მეტი ცეცხლი დაგიტყდათ, ვიდრე მზეს შეუძლია მოგცეთ. სინამდვილეში, მზე არის გაზის დიდი ბურთი, რომელიც ასხივებს სინათლეს და სითბოს ენერგიას ბირთვული შერწყმის პროცესში, როდესაც წყალბადის ორი ატომი ქმნის ჰელიუმის ატომს. მზე იძლევა სინათლეს და სითბოს, მაგრამ საერთოდ არ აძლევს ჩვეულებრივ ცეცხლს. ეს უბრალოდ დიდი, თბილი შუქია.

შავი ხვრელები არის ძაბრები


არსებობს კიდევ ერთი გავრცელებული მცდარი წარმოდგენა, რომელიც შეიძლება მივაწეროთ ფილმებსა და მულტფილმებში შავი ხვრელების ასახვას. რა თქმა უნდა, ისინი თავისი არსით „უხილავი“ არიან, მაგრამ ისეთი აუდიტორიისთვის, როგორიც მე და შენ ვართ, ისინი გამოსახულია, როგორც ბედის ავის მომასწავებელი მორევები. ისინი გამოსახულია ორგანზომილებიანი ძაბრების სახით, გასასვლელით მხოლოდ ერთ მხარეს. სინამდვილეში, შავი ხვრელი არის სფერო. მას არ აქვს ერთი მხარე, რომელიც შეგიშლით ხელს, ის ჰგავს პლანეტას გიგანტური გრავიტაციით. თუ რაიმე მხრიდან ძალიან ახლოს მიხვალ, სწორედ მაშინ გადაყლაპავ.

ხელახლა შესვლა


ჩვენ ყველამ ვნახეთ, როგორ შედიან კოსმოსური ხომალდები ხელახლა დედამიწის ატმოსფეროში (ე.წ. ხელახლა შეღწევა). ეს გემისთვის სერიოზული გამოცდაა; როგორც წესი, მისი ზედაპირი ძალიან ცხელდება. ბევრი ჩვენგანი ფიქრობს, რომ ეს გამოწვეულია ხომალდსა და ატმოსფეროს შორის ხახუნის გამო და ამ ახსნას აქვს აზრი: თითქოს გემი არაფრით იყო გარშემორტყმული და უეცრად გიგანტური სიჩქარით იწყებს ატმოსფეროს ხახუნს. რა თქმა უნდა, ყველაფერი გახურდება. ისე, სიმართლე ისაა, რომ ხახუნი შლის სითბოს პროცენტზე ნაკლებს ხელახლა შესვლისას. გათბობის ძირითადი მიზეზი არის შეკუმშვა, ანუ შეკუმშვა. როდესაც გემი მიიჩქარის უკან დედამიწისკენ, ჰაერი, რომელსაც ის გადის, შეკუმშავს და გარს აკრავს გემს. ამას ჰქვია მშვილდის დარტყმის ტალღა. გემის თავში მოხვედრილი ჰაერი უბიძგებს მას. სისწრაფე, რაც ხდება, იწვევს ჰაერის გაცხელებას დეკომპრესიის ან გაგრილების დროის გარეშე. მიუხედავად იმისა, რომ სითბოს ნაწილი შეიწოვება სითბოს ფარით, ლამაზი სურათებიატმოსფეროში ხელახლა შესვლა ხდება მოწყობილობის გარშემო ჰაერით.

კომეტის კუდები


ერთი წამით წარმოიდგინეთ კომეტა. დიდი ალბათობით, წარმოიდგინეთ ყინულის ნაჭერი, რომელიც აჩქარებს კოსმოსს, მის უკან შუქის ან ცეცხლის კუდი აქვს. შეიძლება გაგიკვირდეთ, რომ კომეტის კუდის მიმართულებას არაფერი აქვს საერთო იმ მიმართულებასთან, რომლითაც მოძრაობს კომეტა. ფაქტია, რომ კომეტის კუდი არ არის სხეულის ხახუნის ან განადგურების შედეგი. მზის ქარი ათბობს კომეტას და იწვევს ყინულის დნობას, რაც იწვევს ყინულისა და ქვიშის ნაწილაკების ფრენას ქარის საპირისპირო მიმართულებით. ამიტომ, კომეტის კუდი აუცილებლად არ გაივლის მის უკან ბილიკით, არამედ ყოველთვის იქნება მიმართული მზისგან.


პლუტონის დაქვეითების შემდეგ მერკური გახდა ყველაზე პატარა პლანეტა. ის ასევე არის მზესთან უახლოესი პლანეტა, ამიტომ ბუნებრივი იქნება ვივარაუდოთ, რომ ის არის ყველაზე ცხელი პლანეტა ჩვენს სისტემაში. მოკლედ, მერკური ცივი პლანეტაა. პირველი, მერკურის ყველაზე ცხელ წერტილში ტემპერატურა 427 გრადუსია. მაშინაც კი, თუ მთელმა პლანეტამ შეინარჩუნა ეს ტემპერატურა, მერკური მაინც უფრო ცივი იქნებოდა ვიდრე ვენერა (460 გრადუსი). მიზეზი იმისა, რომ ვენერა, რომელიც მზიდან თითქმის 50 მილიონი კილომეტრით არის შორს, ვიდრე მერკური, უფრო თბილია, მისი ნახშირორჟანგის ატმოსფეროა. მერკური ვერაფრით დაიკვეხნის.

კიდევ ერთი მიზეზი დაკავშირებულია მის ორბიტასთან და ბრუნვასთან. მერკური მზის გარშემო სრულ ბრუნვას ასრულებს 88 დედამიწის დღეში, ხოლო სრულ ბრუნს თავისი ღერძის გარშემო 58 დედამიწის დღეში. პლანეტაზე ღამე გრძელდება 58 დღე, რაც საკმარის დროს იძლევა ტემპერატურის -173 გრადუს ცელსიუსამდე დასაწევად.

ზონდები


ყველამ იცის, რომ Curiosity როვერი ამჟამად დაკავებულია მნიშვნელოვანი კვლევითი სამუშაომარსზე. მაგრამ ხალხმა დაივიწყა მრავალი სხვა გამოძიების შესახებ, რომელიც ჩვენ გავაგზავნეთ წლების განმავლობაში. როვერ Opportunity 2003 წელს დაეშვა მარსზე, რომლის მიზანი იყო მისიის შესრულება 90 დღის განმავლობაში. 10 წლის შემდეგ ის კვლავ მუშაობს. ბევრი ფიქრობს, რომ მარსის გარდა სხვა პლანეტებზე ზონდები არასოდეს გამოგვიგზავნია. დიახ, ჩვენ გავგზავნეთ მრავალი თანამგზავრი ორბიტაზე, მაგრამ რაიმე სხვა პლანეტაზე დაშვება? 1970-დან 1984 წლამდე სსრკ-მ წარმატებით დაუშვა რვა ზონდი ვენერას ზედაპირზე. მართალია, ისინი ყველა დაიწვა, პლანეტის არამეგობრული ატმოსფეროს წყალობით. ყველაზე მდგრადი კოსმოსური ხომალდი დაახლოებით ორი საათის განმავლობაში იცოცხლა, მოსალოდნელზე ბევრად მეტხანს.

თუ კოსმოსში ცოტა უფრო შორს წავალთ, იუპიტერს მივაღწევთ. როვერებისთვის იუპიტერი კიდევ უფრო რთული სამიზნეა, ვიდრე მარსი ან ვენერა, რადგან ის თითქმის მთლიანად გაზისგან შედგება, რომელზედაც არ შეიძლება გასეირნება. მაგრამ ამან არ შეაჩერა მეცნიერები და მათ იქ გაგზავნეს გამოძიება. 1989 წელს კოსმოსური ხომალდი გალილეო გაემგზავრა იუპიტერისა და მისი მთვარეების შესასწავლად, რასაც ის აკეთებდა მომდევნო 14 წლის განმავლობაში. მან ასევე ჩამოაგდო ზონდი იუპიტერზე, რომელმაც გამოაგზავნა ინფორმაცია პლანეტის შემადგენლობის შესახებ. მიუხედავად იმისა, რომ არის კიდევ ერთი გემი იუპიტერისკენ მიმავალ გზაზე, ეს პირველი ინფორმაცია ფასდაუდებელია, რადგან იმ დროს გალილეოს ზონდი იყო ერთადერთი ზონდი, რომელიც ჩავარდა იუპიტერის ატმოსფეროში.

უწონადობის მდგომარეობა

ეს მითი იმდენად აშკარად ჩანს, რომ ბევრი ადამიანი უარს ამბობს სხვაში საკუთარი თავის დარწმუნებაზე. თანამგზავრები, კოსმოსური ხომალდები, ასტრონავტები და სხვები არ განიცდიან უწონადობას. ნამდვილი უწონობა, ანუ მიკროგრავიტაცია, არ არსებობს და არავის არასოდეს განუცდია. ადამიანების უმეტესობას შთაბეჭდილება ექმნება: როგორ არის შესაძლებელი, რომ ასტრონავტები და გემები ცურავდნენ, რადგან ისინი შორს არიან დედამიწიდან და არ განიცდიან მის გრავიტაციულ მიზიდულობას. სინამდვილეში, ეს არის გრავიტაცია, რომელიც მათ ცურვის საშუალებას აძლევს. დედამიწის ან ნებისმიერი სხვა ციური სხეულის ირგვლივ ფრენისას მნიშვნელოვანი გრავიტაციით, ობიექტი ეცემა. მაგრამ რადგან დედამიწა მუდმივად მოძრაობს, ეს ობიექტები მას არ ეჯახება.

დედამიწის გრავიტაცია ცდილობს გემი მის ზედაპირზე გაიყვანოს, მაგრამ მოძრაობა გრძელდება, ამიტომ ობიექტი აგრძელებს დაცემას. ეს მარადიული დაცემა იწვევს უწონობის ილუზიას. გემის შიგნით მყოფი ასტრონავტებიც ვარდებიან, მაგრამ ისინი თითქოს ცურავდნენ. იგივე მდგომარეობა შეიძლება განიცადოს ჩამოვარდნილ ლიფტში ან თვითმფრინავში. და თქვენ შეგიძლიათ განიცადოთ იგი თვითმფრინავის თავისუფალ ვარდნაში 9000 მეტრის სიმაღლეზე.

მიუხედავად ყველა გავრცელებული მითისა, სივრცე სინამდვილეში არც ცივია და არც ცხელი. მხოლოდ მატერიას შეუძლია ჰქონდეს ეს თვისებები და სივრცე არის მატერიის არარსებობა. მეცნიერება ამბობს, რომ სითბო არის მოლეკულური აქტივობის საზომი. იმის გამო, რომ სივრცეში ძალიან ცოტა ატომები ან მოლეკულებია, ეს თითქმის სრულყოფილი ვაკუუმია.

ასტრონავტი ბაზ ოლდრინი (NASA-ს არქივი)

მხოლოდ სითბოს წყაროების არსებობა ან მანძილი განსაზღვრავს დუღილის ან გაყინვის ტემპერატურას და, შესაბამისად, ადამიანის შეგრძნებებს - ცივია თუ ცხელი ამ მომენტში. სწორედ ამიტომ არის კოსმოსური ხომალდის და განსაკუთრებით კოსმოსური კოსტუმის თერმორეგულაციის და სასიცოცხლო კაფსულის საკითხი. ბოლოს და ბოლოს, ვიმსჯელებთ ასტრონავტების მოხსენებებით და მათ მიერ წარმოდგენილ ფილმებსა და ფოტომასალაში, ისინი კოსმოსურ კოსტუმებში ატარებდნენ საათებს (ან თუნდაც 10-12 საათს) გარე სივრცეში (ანუ მბზინავი მზის ქვეშ ან მის ყინულოვან ჩრდილში) და კოსმოსური კოსტუმი მათი ერთადერთი თავშესაფარიც იყო და თითქმის სახლიც.

და როდესაც, 1969 წელს და მომდევნო სამი წლის განმავლობაში, ამერიკელი ასტრონავტები მხიარულად ხტებოდნენ მთვარის ზედაპირზე, ყველამ, რა თქმა უნდა, ყურადღება მიაქცია ზურგჩანთებს. მთელი პლანეტის მუშები უდავო პატივისცემით უყურებდნენ მოწინავე ამერიკული ტექნოლოგიის ამ შედევრს. ყოველივე ამის შემდეგ, ეს უნივერსალური ზურგჩანთა ასტრონავტს უზრუნველყოფდა ყველაფრით, რაც მას სჭირდებოდა. იმის გამო, რომ სივრცე "ცივი" იყო, როგორც მაშინ ყველას სჯეროდა, ზურგჩანთა საკმარისი გათბობით უნდა ყოფილიყო. და ასევე ნორმალური წნევა, ჟანგბადის მიწოდება, ზედმეტი ტენიანობის მოცილება და ა.შ. შემდეგ კი გაიხსენეს, რომ მთვარე დღის განმავლობაში მდუღარე წყალზე უფრო ცხელია (მზე ზედაპირს 120°C-მდე ათბობს), ასტრონავტს კი გაციება სჭირდება. სისტემები. მაგრამ ამან კიდევ უფრო დიდი პატივისცემა გამოიწვია ამერიკელი ტექნოლოგების მიმართ: რა მშვენიერი დამხმარე სისტემები შექმნეს - ისინი გიხსნით სიცხისგან და სიცივისგან!

მთვარის ფოტო (არქივი wordpress.com)

მოკლედ, ამ სისტემას და მის შემცველ ზურგჩანთას ჰქვია PSZHO - Portable Life Support System (PLSS - Portable Life Support System). გამოსაყენებლად მზა PSJO იწონის 38 კგ-ს დედამიწაზე და 6 კგ-ზე მეტს მთვარეზე და არის 66 სმ სიგრძე, 46 სმ სიგანე და 25 სმ სისქე. აქედან გამომდინარე, ზურგჩანთის მთლიანი მოცულობა არის 0.66 x 0.46 x 0.25 = 0.076 კუბური მეტრი. NASA-მ განაცხადა, რომ PSJO ასტრონავტს რამდენიმე საათის განმავლობაში უზრუნველყოფდა. იყო: ჟანგბადის ბალონი, ნახშირორჟანგის ნეიტრალიზატორი, ტენიანობის მოსაშორებელი მოწყობილობა, კონტეინერი წყლით გასაგრილებლად, სხვა კონტეინერი ნარჩენებით გასატანად, სითბოს გადამცვლელი, სენსორული სისტემა სხეულის სასიცოცხლო ფუნქციების მონიტორინგისთვის. ძლიერი walkie-talkie დედამიწაზე სიგნალის გადასაცემად, 4 ლიტრი წყალი. და ამ ყველაფრის დასასრულებლად, ბატარეები საკმარისად დიდია ამ ზურგჩანთაში არსებული ყველა აღჭურვილობის კვებისათვის.

ამასთან, ვიტსი აღნიშნავს სისტემის ანალოგიას ვეშაპებისა და სპერმის ვეშაპების ხვრელთან: როდესაც ისინი ოკეანის სიღრმიდან ზედაპირზე ბრუნდებიან, მათ უნდა ამოაგდონ გამონაბოლქვი ჰაერი და ორთქლი ძლიერი შადრევნით. და ასტრონავტები ასევე სხვა ნარჩენები არიან. ანუ, მათ უნდა გაევლოთ მთვარეზე ორთქლის შადრევნების ან თხელი ყინულის ნამსხვრევების ჰალოში, რომელიც გამოყოფილ იქნა კოსმოსური კოსტუმებიდან ოფლით, შარდით და სხეულის სხვა ბუნებრივი გამონაბოლქვით. კარგი, ვთქვათ, რომ NASA-მ არ გამოაქვეყნა ეს სურათები ეთიკური მიზეზების გამო.

მაგრამ როგორ გაკეთდა ეს ყველაფერი ტექნიკური თვალსაზრისით? NASA ამტკიცებს, რომ ასტრონავტებს ეცვათ კომბინეზონები, რომლებშიც იყო ჩაკერებული წყლით სავსე თხელი პლასტმასის მილები, რომლებიც დაკავშირებული იყო წყლის ავზთან: „უფრო ეფექტური გაგრილების სისტემა გამოიყენებოდა წყლის გაგრილებული საცვლების გამოყენებით, მათში შეკერილი თხელი პლასტმასის მილებით“.

ბაზ ოლდრინი (NASA-ს არქივი)

კოსმოსურ კოსტუმებში არსებული ცხელი ჰაერი, რომელიც შეიქმნა ასტრონავტის სხეულის მეტაბოლური პროცესების შედეგად, აშკარად ამ სისტემის გამოყენებით ამოღებულ იქნა PSZHO სითბოს გადამცვლელში. როდესაც კოსტიუმმა ჭარბი სითბოს დაგროვება დაიწყო, ასტრონავტმა დააჭირა ღილაკს, რითაც გაააქტიურა ნარჩენი წყლის გათავისუფლების მექანიზმი სითბოს გადამცვლელიდან. "კოსტუმიდან წყალი ამოიფრქვა, ყინულად გადაიქცა და კოსმოსში შეასხურეს", - აცხადებენ ასტრონავტები.

პლასტმასის ერთადერთი უპირატესობა მისი მოქნილობაა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, პლასტმასი ყველაზე ცუდი არჩევანია გაგრილების სისტემისთვის, რადგან ის კარგი თბოიზოლატორია. სისტემა იმუშავებდა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ PSJO-ში საკმარისი წყალი იქნებოდა. რამდენი წყალია საჭირო დავალების შესასრულებლად? ასტრონავტის ზედაპირის ფართობი დაახლოებით 0,75 კვადრატული მეტრია. მ 0.2 ემისიის გამოყენებით ვპოულობთ შთანთქმის მზის გამოსხივებას: 1353 W / m² × 0.2 × 0.75 m² = 203 W.

NASA-ს ოფიციალური ვერსიის მომხრეები ამტკიცებენ: „PSJO შექმნილია ასტრონავტის მიერ წარმოქმნილი მეტაბოლური სითბოს გასაფანტად საათში 1600 ბრიტანული თერმული ერთეულის (BTU) სიჩქარით“. ვინაიდან 1 BTU დამრგვალებულ საათში უდრის 0,293 W, მივიღებთ 469 W. ამას უნდა დაემატოს მზის თერმული გამოსხივება: 203 + 469 = 672 W.

ახლა აუცილებელია გამოვთვალოთ კოსტუმის ჩრდილოვანი მხარის მიერ გამოსხივებული სითბო. მაგრამ ჯერ გარკვეული ვარაუდების გაკეთება მოგვიწევს ჰაერის ტემპერატურისა და კოსმოსური კოსტუმის შესახებ. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო ადვილია ქულერის მუშაობა.

დავუშვათ, რომ კოსმოსური კოსტუმების ტემპერატურა იყო +38°C, ანუ +311°K. ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ სტეფან ბოლცმანის ფორმულა. ამისათვის მოდით შევცვალოთ თავდაპირველი განტოლება:

ამრიგად, შედეგის დამრგვალებით, ვიღებთ 80 ვტ გამოსხივებას. გამოვაკლოთ 672-ს და მივიღებთ 592 ვატს. დასამრგვალებლად დაამატეთ 8 W სხვადასხვა თერმული გამოსხივებისთვის walkie-talkies, წყლის ტუმბოდან და ა.შ. სულ 600 W. ერთ ვატში არის 860 კალორია. უკიდურესი შემთხვევის გათვალისწინებით (მუშაობა 100%-იანი ეფექტურობით), საჭიროა იმდენი ყინულის წარმოება, რომ გაუძლოს საათში 516000 კალორიას. 4 საათში ის 2 064 000 კალორიას აგროვებს.

1 გ წყლის ტემპერატურის 1°C-ით შესამცირებლად საჭიროა სითბოს 1 კალორიის დაკარგვა. ყინულის შესაქმნელად, 1 გრ წყალმა უნდა დაკარგოს კიდევ 80 კალორია. ამგვარად, ტემპერატურის ვარდნა +38°C-დან გაყინვამდე (0°C) იწვევს 38 კალორიის გადატანას, დამატებით კიდევ 80 კალორიას გაყინვისთვის - სულ 118 კალორია ყოველი გრამიდან გამოშვებულ განყოფილებაში. თუ 2,064,000 კალორიას გაყოფთ 118-ზე, მიიღებთ 17,491 გრამს, რომელიც უნდა განთავისუფლდეს. ეს არის 17,5 ლიტრი, ანუ 0,0175 კუბ.სმ. მ, ანუ PSZHO-ს მოცულობის თითქმის მეოთხედი. წყლის ეს რაოდენობა დედამიწაზე 17,5 კგ-ს იწონის, რაც ზურგჩანთის წონის 46%-ია!

მოდი ახლა რეალურად შევხედოთ საკითხებს. 40% ეფექტურობის გამოყენებით (ეს საკმაოდ მაღალი მაჩვენებელია მექანიზმების უმეტესობისთვის), ჩვენ ვიღებთ ბევრად უფრო შთამბეჭდავ ციფრებს, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ PSJO უბრალოდ ვერ იტევდა გაგრილების ერთეულსაც კი! მაგრამ ზურგჩანთა ასევე შეიცავს ჟანგბადის ბალონს, ნახშირორჟანგის ნეიტრალიზატორს, ტენიანობის მოსაშორებელ მოწყობილობას, კონტეინერს წყლით გაგრილებისთვის, კონტეინერი ნარჩენებით, სითბოს გადამცვლელი, სენსორული სისტემა, walkie-talkie და ძლიერი ბატარეები! არ ფიქრობთ, რომ ასეთი ზურგჩანთების დიზაინი მხოლოდ ოსტატს შეეძლო?

თუმცა, გავაგრძელოთ გაგრილება. თუ 17,491 გ წყალს გავყოფთ 240 წუთზე, გამოდის, რომ დაახლოებით 70 გ წყალი წუთში უნდა გამოეშვა საწურიდან, რომელიც კოსტუმიდან გაყინული ორთქლის სახით გამოდიოდა. ბოლო გამოთქმა ჟღერს, როგორც "შემწვარი ყინული", მაგრამ ნასას ექსპერტები, როგორც ჩანს, მიჩვეულები არიან პარადოქსებს.

თუმცა, ამ ყველაფერს მნიშვნელობა არ აქვს, რადგან თეორიული გამოთვლები ეწინააღმდეგება რეალურ ფაქტებს. PSJO-ს ოფიციალურად გამოქვეყნებული ჯვარედინი სქემის მიხედვით, წყლის კონტეინერი მხოლოდ 7,6 სმ დიამეტრისა და 35,5 სმ სიგრძისაა. შესაბამისად, ამ კონტეინერის მოცულობა 1600 კუბური მეტრია. სმ (1,6 ლ). ეს წყალი გაძლებს მხოლოდ 25-30 წუთს, შეუძლებელი 100% ეფექტურობით! მაგრამ ნასამ გვითხრა დაახლოებით 4 საათი! იქნებ გამოიგონეს ახალი გზაწყლის კონცენტრაცია? კოსმოსური ეპოქის ყველა მიღწევადან ეს ყველაზე საოცარი იქნებოდა!

მაიკლ კოლინზის კოსმოსური კოსტუმის ფოტო დეტალი (NASA-ს არქივი)

თუ საგნებს რეალისტურად შევხედავთ, მაშინ ჩვენს კოსმოსურ გმირებს მზის ქოლგა თან უნდა ეტარებინათ. მზის პირდაპირი სხივებისგან მათი დაცვა გადაარჩენდა მათ გადახურების უამრავ პრობლემას, ყოველ შემთხვევაში, როდესაც ისინი მთვარეზე ხტუნავდნენ.

მაგრამ მაშინაც კი, თუ ისინი ხტუნვისას რაიმე სახის ქოლგის უკან იმალებოდნენ, მაშინ რატომ არ იყო დაფარული მთვარის მოდულები არაფრით? ისინი საათობით იდგნენ მცხუნვარე მზის ქვეშ. წარმოიდგინეთ, რომ თქვენი მანქანა გასულ ზაფხულს რამდენიმე საათის განმავლობაში მზეზე იჯდა! თქვენ ალბათ დიდხანს ვერ დაივიწყებთ მასზე ჩაჯდომის გრძნობას, არა? მაგრამ რატომღაც ასტრონავტები მოულოდნელად აცხადებენ, რომ მათ მთვარის მოდულებში ყინვაგამძლე ელოდათ.

ბაზ ოლდრინი წერდა, რომ LEM-ში იმდენად ციოდა, რომ მას კოსტიუმში კონდიციონერიზე უარის თქმა მოუწია. თავის მხრივ, კოლინზმა თქვა: ”მათთვის დათმობილმა 2,5 საათმა ძალიან სწრაფად გაიარა, რის შემდეგაც ისინი ისევ მთვარის მოდულში შევიდნენ, დახურეს კარი და ჰაერი შეიტანეს სალონში.” ეს ძალიან უცნაურია, რადგან კოსმოსური კოსტუმის კონდიციონერი (თუ ის საერთოდ არსებობდა!) ვერ მუშაობდა ნორმალური წნევის პირობებში LEM-ის შიგნით. მას მხოლოდ ვაკუუმში შეეძლო ფუნქციონირება! ეჭვები ჩნდება: გაფრინდნენ ეს ორი ასტრონავტი ერთსა და იმავე მთვარეზე?..

2014 წლის 21 აგვისტო 12:30 საათზე

კოსმოსური სიცხისა და სიცივის შესახებ

  • Dauria Aerospace კომპანიის ბლოგი

ზაფხულის ცხელ დღეებში დროა ვისაუბროთ სიცხესა და სიცივეზე. სამეცნიერო ფანტასტიკის ფილმების, სამეცნიერო და არც თუ ისე პოპულარული სამეცნიერო პროგრამების წყალობით, ბევრი დარწმუნდა, რომ სივრცე წარმოუდგენლად ცივი ადგილია, სადაც მთავარია იპოვოთ როგორ გათბოთ. მაგრამ სინამდვილეში ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია.

ფოტოკოსმონავტი პაველ ვინოგრადოვი

იმის გასაგებად, კოსმოსში თბილია თუ ცივი, ჯერ უნდა დავუბრუნდეთ ფიზიკის საფუძვლებს. რა არის სითბო? ტემპერატურის ცნება ეხება სხეულებს, რომელთა მოლეკულები მუდმივ მოძრაობაშია. როდესაც დამატებითი ენერგია მიიღება, მოლეკულები იწყებენ უფრო აქტიურ მოძრაობას, ხოლო როდესაც ენერგია იკარგება, ისინი უფრო ნელა მოძრაობენ.

ამ ფაქტიდან გამომდინარეობს სამი დასკვნა:
1) ვაკუუმს არ აქვს ტემპერატურა;
2) ვაკუუმში არის სითბოს გადაცემის მხოლოდ ერთი გზა - გამოსხივება;
3) სივრცეში არსებული ობიექტი, რეალურად მოძრავი მოლეკულების ჯგუფი, შეიძლება გაცივდეს ნელა მოძრავი მოლეკულების ჯგუფთან კონტაქტით ან გაცხელდეს სწრაფად მოძრავ ჯგუფთან კონტაქტით.

პირველი პრინციპი გამოიყენება თერმოსში, სადაც ვაკუუმური კედლები ინარჩუნებს ცხელი ჩაისა და ყავის ტემპერატურას. თხევადი ბუნებრივი აირის ტრანსპორტირება ხდება ტანკერებითაც. მეორე პრინციპი განსაზღვრავს გარე სითბოს გაცვლის ეგრეთ წოდებულ პირობებს, ანუ მზის (და/ან გამოსხივების სხვა წყაროების) და კოსმოსური ხომალდის ურთიერთქმედებას. მესამე პრინციპი გამოიყენება კოსმოსური ხომალდის შიდა სტრუქტურის დიზაინში.

როდესაც ისინი საუბრობენ სივრცის ტემპერატურაზე, მათ შეუძლიათ იგულისხმონ ორი განსხვავებული ტემპერატურა: სივრცეში გაფანტული აირის ტემპერატურა ან სივრცეში მდებარე სხეულის ტემპერატურა. როგორც ყველამ იცის, სივრცეში არის ვაკუუმი, მაგრამ ეს მთლად ასე არ არის. იქ თითქმის მთელი სივრცე, ყოველ შემთხვევაში, გალაქტიკების შიგნით, ივსება გაზით, უბრალოდ ის იმდენად იშვიათია, რომ მასში მოთავსებულ სხეულზე თითქმის არ აქვს თერმული ეფექტი.

იშვიათ კოსმოსურ გაზში მოლეკულები ძალზე იშვიათია და მათი გავლენა მაკრო სხეულებზე, როგორიცაა თანამგზავრები ან ასტრონავტები, უმნიშვნელოა. ასეთი გაზი შეიძლება გაცხელდეს ექსტრემალურ ტემპერატურამდე, მაგრამ მოლეკულების იშვიათობის გამო კოსმოსში მოგზაურები ამას ვერ იგრძნობენ. იმათ. უმრავლესობის ჩვეულებრივი კოსმოსური ხომალდისთვის და გემებისთვის საერთოდ არ აქვს მნიშვნელობა რა არის პლანეტათაშორისი და ვარსკვლავთშორისი გარემოს ტემპერატურა: მინიმუმ 3 კელვინი, მინიმუმ 10000 გრადუსი ცელსიუსი.

მნიშვნელოვანია კიდევ ერთი: როგორია ჩვენი კოსმოსური სხეული, რა ტემპერატურაა და რა გამოსხივების რა წყაროებია ახლოს.

ჩვენი მზის სისტემის თერმული გამოსხივების მთავარი წყარო მზეა. და დედამიწა საკმაოდ ახლოს არის მასთან, ამიტომ, დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე ძალიან მნიშვნელოვანია კოსმოსური ხომალდისა და მზის "ურთიერთობის" რეგულირება.

ყველაზე ხშირად, ისინი ცდილობენ კოსმოსში შეფუთონ ადამიანის მიერ შექმნილი ობიექტები მრავალშრიანი საბანით, რაც ხელს უშლის თანამგზავრის სითბოს კოსმოსში გაქცევას და ხელს უშლის მზის სხივებს მოწყობილობის ნატიფი შიგთავსის შეწვას. მრავალშრიანი საბანი ეწოდება EVTI - ეკრანის ვაკუუმური თბოიზოლაცია, "ოქროს კილიტა", რომელიც სინამდვილეში არ არის ოქრო ან კილიტა, არამედ პოლიმერული ფილმი, რომელიც დაფარულია სპეციალური შენადნობით, მსგავსი, რომელშიც ყვავილებია გახვეული.

თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში და ზოგიერთი მწარმოებლისგან, EVTI არ არის ფოლგის მსგავსი, მაგრამ ასრულებს იგივე საიზოლაციო ფუნქციას.

ზოგჯერ სატელიტის ზოგიერთი ზედაპირი განზრახ ტოვებს ღია, ისე, რომ ისინი ან შთანთქავენ მზის რადიაციას ან შიგნიდან კოსმოსში აშორებენ სითბოს. როგორც წესი, პირველ შემთხვევაში ზედაპირები დაფარულია შავი მინანქრით, რომელიც ძლიერად შთანთქავს მზის გამოსხივებას, მეორე შემთხვევაში კი თეთრი მინანქრით, რომელიც კარგად ირეკლავს სხივებს.

არის შემთხვევები, როდესაც კოსმოსურ ხომალდზე არსებული ინსტრუმენტები ძალიან დაბალ ტემპერატურაზე უნდა მუშაობდნენ. მაგალითად, მილიმეტრონის და JWST ობსერვატორიები დააკვირდებიან სამყაროს თერმულ გამოსხივებას და ამისთვის მათი საბორტო ტელესკოპების სარკეები და რადიაციის მიმღებებიც ძალიან ცივი უნდა იყოს. JWST-ზე მთავარი სარკის გაციება იგეგმება - 173 გრადუს ცელსიუსამდე, ხოლო მილიმეტრონზე - კიდევ უფრო დაბალი, - 269 გრადუს ცელსიუსამდე. მზის კოსმოსური ობსერვატორიების გაცხელების თავიდან ასაცილებლად, ისინი დაფარულია ეგრეთ წოდებული რადიაციული ეკრანით: ერთგვარი მრავალფენიანი მზის ქოლგა, მსგავსი EVTI.

სხვათა შორის, სწორედ ასეთი „ცივი“ თანამგზავრებისთვის ხდება მნიშვნელოვანი მცირე გათბობა იშვიათი კოსმოსური გაზიდან და თუნდაც კოსმოსური მიკროტალღური ფონის გამოსხივების ფოტონებიდან, რომლებიც ავსებს მთელ სამყაროს. ნაწილობრივ ამიტომ მილიმეტრონი, ეს JWST იგზავნება თბილი დედამიწიდან ლაგრანგის წერტილში, 1,5 მილიონი კილომეტრის დაშორებით. მზის ქოლგების გარდა, ამ სამეცნიერო თანამგზავრებს ექნებათ რთული სისტემა რადიატორებით და მრავალსაფეხურიანი მაცივრებით.

სხვა, ნაკლებად რთულ მოწყობილობებზე, სივრცეში სითბოს დაკარგვა ასევე ხორციელდება რადიატორების გამოსხივებით. როგორც წესი, ისინი დაფარულია თეთრი მინანქრით და ცდილობენ განათავსონ ისინი მზის პარალელურად ან ჩრდილში. ამინდის თანამგზავრზე" ელექტრო-ლ„საჭირო იყო ინფრაწითელი სკანერის მატრიცის -60 გრადუს ცელსიუსამდე გაგრილება. ეს მიიღწევა რადიატორის გამოყენებით, რომელიც მუდმივად ჩრდილში იყო და ყოველ ექვს თვეში თანამგზავრს აბრუნებდნენ 180 გრადუსით ისე, რომ დედამიწის ღერძის დახრილობა ხდებოდა. არ გამოიწვიოს რადიატორი მზის სხივების ზემოქმედებას.

გადახურება ერთ-ერთი დაბრკოლებაა ძლიერი ბირთვული ენერგიის წყაროს მქონე კოსმოსური ხომალდის შესაქმნელად. ბორტზე მყოფი ელექტროენერგია მიიღება სითბოსგან, რომლის ეფექტურობა 100%-ზე ნაკლებია, ამიტომ ზედმეტი სითბო კოსმოსში უნდა ჩაყაროს. დღეს გამოყენებული ტრადიციული რადიატორები ძალიან დიდი და მძიმე იქნებოდა, ამიტომ ჩვენს ქვეყანაში ახლა მიმდინარეობს მუშაობა წვეთოვანი რადიატორის მაცივრების შესაქმნელად, რომლებშიც გამაგრილებელი წვეთების სახით გაფრინდება გარე სივრცეში და აწვდის მას სითბოს მისი შესწავლით.

მზის სისტემის რადიაციის მთავარი წყარო მზეა, მაგრამ პლანეტები, მათი თანამგზავრები, კომეტები და ასტეროიდები მნიშვნელოვან წვლილს შეაქვთ მათ მახლობლად დაფრინავებული კოსმოსური ხომალდის თერმულ მდგომარეობაში. ყველა ამ ციურ სხეულს აქვს საკუთარი ტემპერატურა და არის თერმული გამოსხივების წყარო, რომელიც, უფრო მეტიც, ურთიერთქმედებს აპარატის გარე ზედაპირებთან განსხვავებულად, ვიდრე მზის "ცხელი" გამოსხივება. მაგრამ პლანეტები ასევე ირეკლავენ მზის რადიაციას, ხოლო მკვრივი ატმოსფეროს მქონე პლანეტები დიფუზურად, ატმოსფეროს გარეშე ციურ სხეულებს ირეკლავენ - სპეციალური კანონის მიხედვით, ხოლო პლანეტები იშვიათი ატმოსფეროით, როგორიცაა მარსი - სულ სხვაგვარად.

კოსმოსური ხომალდის შექმნისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ არა მხოლოდ მოწყობილობისა და სივრცის „ურთიერთობა“, არამედ შიგნით არსებული ყველა ინსტრუმენტი და მოწყობილობა, ასევე თანამგზავრების ორიენტაცია რადიაციის წყაროებთან მიმართებაში. იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ზოგი არ ათბობს სხვებს, ზოგი კი არ გაიყინება და ბორტზე მუშაობის ტემპერატურა შენარჩუნებულია, მუშავდება ცალკე სერვისის სისტემა. მას უწოდებენ "თერმული მართვის სისტემას" ან SOTS. ეს შეიძლება შეიცავდეს გამათბობლებს და მაცივრებს, რადიატორებს და სითბოს მილებს, ტემპერატურის სენსორებს და სპეციალურ კომპიუტერებსაც კი. აქტიური ან პასიური სისტემების გამოყენება შესაძლებელია, როდესაც გამათბობლების როლს ასრულებენ მოქმედი მოწყობილობები, ხოლო რადიატორი არის მოწყობილობის სხეული. ეს მარტივი და საიმედო სისტემა შეიქმნა კერძო რუსული თანამგზავრისთვის Dauria Aerospace.

უფრო რთული აქტიური სისტემები იყენებენ მოცირკულირე გამაგრილებლის ან სითბოს მილებს, რომლებიც ხშირად გამოიყენება კომპიუტერებისა და ლეპტოპების სითბოს გადასაცემად CPU-დან გამათბობელზე.

თერმული რეჟიმის დაცვა ხშირად გადამწყვეტი ფაქტორია მოწყობილობის მუშაობაში. მაგალითად, Lunokhod 2, მგრძნობიარე ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ, გარდაიცვალა მის სახურავზე რამდენიმე სასაცილო მუჭა შავი რეგოლითის გამო. მზის გამოსხივება, რომელიც აღარ აისახებოდა თბოიზოლაციით, გამოიწვია აღჭურვილობის გადახურება და „მთვარის ტრაქტორის“ უკმარისობა.

კოსმოსური ხომალდების და გემების შექმნისას თერმული რეჟიმის დაცვა ხორციელდება SOTP ინჟინერიის ინდივიდუალური სპეციალისტების მიერ. ერთ-ერთი მათგანი, ალექსანდრე შაენკო Dauria Aerospace-დან მუშაობდა DX1 თანამგზავრზე და ამ მასალის შექმნაშიც დაეხმარა. ახლა ალექსანდრე დაკავებულია