På varma dagar sommardagar Det är dags att prata om värmen och kylan i rymden. Tack vare science fiction-filmer, vetenskap och inte så populära vetenskapsprogram har många blivit övertygade om att rymden är en ofattbart kall plats där det viktigaste är att hitta hur man värms upp. Men i verkligheten är allt mycket mer komplicerat.

För att förstå om det är varmt eller kallt i rymden måste vi först återgå till fysikens grunder. Så vad är värme? Begreppet temperatur gäller molekyler av ett ämne som är i konstant rörelse. När ytterligare energi tas emot börjar molekylerna röra sig mer aktivt, och när energi går förlorad rör sig de långsammare.

Tre slutsatser följer av detta faktum:
1) vakuum har ingen temperatur;
2) i ett vakuum finns det bara ett sätt att överföra värme - strålning;
3) ett föremål i rymden, egentligen en grupp rörliga molekyler, kan kylas genom kontakt med en grupp långsamt rörliga molekyler eller värmas upp genom kontakt med en snabbt rörlig grupp.

Den första principen används i en termos, där vakuumväggar håller temperaturen på varmt te och kaffe. Flytande naturgas transporteras i tankbilar på samma sätt. Den andra principen bestämmer de så kallade förhållandena för extern värmeväxling, det vill säga interaktionen mellan solen (och/eller andra strålningskällor) och rymdfarkosten. Den tredje principen används vid utformningen av rymdfarkostens interna struktur.

När de talar om rymdens temperatur kan de betyda två olika temperaturer: temperaturen på gas som sprids i rymden eller temperaturen på en kropp som är belägen i rymden. Som alla vet finns det ett vakuum i rymden, men det är inte helt sant. Nästan allt utrymme där, åtminstone inuti galaxer, är fyllt med gas, det är bara det att det är så sällsynt att det nästan inte har någon termisk effekt på kroppen som är placerad i den.

I försåld kosmisk gas är molekyler extremt sällsynta, och deras inverkan på makrokroppar, som satelliter eller astronauter, är obetydlig. Sådan gas kan värmas upp till extrema temperaturer, men på grund av molekylernas sällsynthet kommer rymdresenärer inte att känna det. De där. för de flesta vanliga rymdskepp och fartyg, spelar det ingen roll vad temperaturen på det interplanetära och interstellära mediet är: minst 3 Kelvin, minst 10 000 grader Celsius.

En annan sak är viktig: vad vår kosmiska kropp är, vilken temperatur det är och vilka strålningskällor som finns i närheten.

Den huvudsakliga källan till termisk strålning i vår solsystem- det här är solen. Och jorden är ganska nära den, därför är det mycket viktigt att justera "förhållandet" mellan rymdfarkosten och solen i omloppsbanor nära jorden.

Oftast försöker de linda in konstgjorda föremål i rymden i en filt med flera lager, vilket förhindrar satellitens värme från att fly ut i rymden och förhindrar solens strålar från att steka enhetens ömtåliga insida. Flerskiktsfilten kallas EVTI - skärmvakuumvärmeisolering, "guldfolie", som egentligen inte är guld eller folie, utan en polymerfilm belagd med en speciell legering, liknande den som blommor är inslagna i.

Men i vissa fall och från vissa tillverkare liknar EVTI inte folie, utan har samma isolerande funktion.

Ibland lämnas vissa ytor på en satellit medvetet öppna så att de antingen absorberar solstrålning eller tar bort värme från insidan ut i rymden. Vanligtvis, i det första fallet, är ytorna täckta med svart emalj, som starkt absorberar solens strålning och dåligt avger sin egen, och i det andra - med vit emalj, som absorberar dåligt och studerar bra.

Det finns tillfällen då instrument ombord på en rymdfarkost måste fungera vid mycket låga temperaturer. Till exempel kommer Millimetron- och JWST-observatorierna att observera universums termiska strålning, och för detta måste både speglarna på deras teleskop ombord och strålningsmottagarna vara väldigt kalla. Hos JWST är huvudspegeln planerad att kylas till - 173 grader Celsius, och vid Millimetron - ännu lägre, till - 269 grader Celsius. För att hindra solen från att värma upp rymdobservatorier är de täckta med en så kallad strålningsskärm: ett slags solparaply i flera lager, liknande EVTI.

Förresten, det är just för sådana "kalla" satelliter som lätt uppvärmning från förtätad kosmisk gas och till och med från fotoner av kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning som fyller hela universum blir viktig. Det är delvis därför Millimetron, att JWST skickas bort från den varma jorden till Lagrange-punkten, 1,5 miljoner km bort. Förutom parasoller kommer dessa vetenskapliga satelliter att ha ett komplext system med radiatorer och flerstegskylskåp.

På andra, mindre komplexa enheter, sker värmeförlust i rymden också genom strålning från radiatorer. Vanligtvis är de täckta med vit emalj och de försöker placera dem antingen vinkelrätt solljus, eller i skuggan. På vädersatelliten Elektro-L var det nödvändigt att kyla den infraröda skannermatrisen till -60 grader Celsius. Detta åstadkoms med hjälp av en radiator, som ständigt hölls i skuggan, och var sjätte månad vändes satelliten 180 grader så att jordaxelns lutning inte ledde till att radiatorn exponerades för solens strålar. På dagjämningsdagarna var satelliten tvungen att hållas i en liten vinkel, varför artefakter dök upp på bilderna nära jordens poler.

Överhettning är ett av hindren för att skapa en rymdfarkost med en kraftfull kärnkraftskälla. El ombord erhålls från värme med en verkningsgrad på mycket mindre än 100 %, så överskottsvärme måste dumpas ut i rymden. Traditionella radiatorer som används idag skulle vara för stora och tunga, så det pågår nu arbete i vårt land för att skapa droppkylare, där kylvätska i form av droppar flyger genom yttre rymden och avger värme till den genom att studera den.

Den huvudsakliga strålningskällan i solsystemet är solen, men planeterna, deras satelliter, kometer och asteroider ger ett betydande bidrag till det termiska tillståndet för rymdfarkosten som flyger nära dem. Alla dessa himlakroppar har sin egen temperatur och är källor för termisk strålning, som dessutom interagerar med apparatens yttre ytor på ett annat sätt än solens "hetare" strålning. Men planeter reflekterar också solstrålning, och planeter med en tät atmosfär reflekterar diffust, atmosfärlösa himlakroppar – enligt en särskild lag, och planeter med en förtätad atmosfär som Mars – på ett helt annat sätt.

När du skapar rymdfarkoster är det nödvändigt att ta hänsyn till inte bara "förhållandet" mellan enheten och rymden, utan också alla instrument och enheter inuti, såväl som orienteringen av satelliterna i förhållande till strålkällorna. För att säkerställa att vissa inte värmer andra, och andra inte fryser, och att drifttemperaturen ombord hålls, utvecklas ett separat servicesystem. Det kallas för "Thermal Management System" eller SOTS. Det kan inkludera värmare och kylskåp, radiatorer och värmerör, temperatursensorer och till och med speciella datorer. Aktiva eller passiva system kan användas, när värmares roll utförs av driftenheter, och radiatorn är enhetens kropp. Detta enkla och pålitliga system skapades för den privata ryska satelliten Dauria Aerospace.

Mer komplexa aktiva system använder cirkulerande kylvätska eller värmerör, liknande de som ofta används för att överföra värme från CPU:n till kylflänsen i datorer och bärbara datorer.

Överensstämmelse med den termiska regimen är ofta en avgörande faktor för enhetens prestanda. Till exempel dog Lunokhod 2, känslig för temperaturförändringar, på grund av någon löjlig handfull svart regolit på taket. Solstrålning, som inte längre reflekterades av värmeisolering, ledde till överhettning av utrustningen och fel på "måntraktorn".

Vid skapandet av rymdfarkoster och fartyg utförs överensstämmelse med den termiska regimen av individuella SOTP-ingenjörsspecialister. En av dem, Alexander Shaenko från Dauria Aerospace, arbetade på DX1-satelliten, och han hjälpte till med att skapa detta material. Nu är Alexander upptagen med att hålla föreläsningar om astronautik och skapa sin egen satellit, som kommer att tjäna till att popularisera rymden och bli det ljusaste objektet på himlen efter solen och månen.

> Hur kallt är det i rymden?

Vad är temperaturen i yttre rymden i omloppsbana? Ta reda på hur kallt det är i yttre rymden, vakuumtemperatur, absolut noll, värde i skuggan.

Om vi hade möjlighet att resa mellan stjärnor och passera genom det intergalaktiska rymden, skulle vi behöva hamna på några ganska kalla platser. Så glöm inte att packa några tröjor för det ska bli kallt. Men hur kallt är det i rymden och vad är temperaturen i rymden?

Tja, till skillnad från ditt hus, din bil och din pool finns det ingen temperatur i ett vakuum. Så frågan som ställdes låter faktiskt ganska dum. Endast om du själv befinner dig i rymden kan du avgöra vad temperaturen är i yttre rymden utanför skeppet.

Det finns tre metoder för värmeöverföring: ledning, konvektion och strålning. Värm upp ena sidan av ett metallrör och temperaturen kommer att överföras till den andra (ledning). Cirkulär luft kan överföra värme från ena sidan av rummet till den andra (konvektion). Men i ett vakuum fungerar bara den sista metoden.

Objektet absorberar fotoner av energi och värms upp. Samtidigt producerar fotoner strålning. Uppvärmning uppstår när ett föremål absorberar mer än det avger. Annars kommer det att svalna.

Det finns en punkt där du inte kan få ut mer energi ur ett föremål. Detta är den lägsta möjliga temperaturen, lika med absoluta nollpunkten. Men det finns en intressant punkt här - du kommer aldrig att nå detta märke.

Låt oss besöka den internationella rymdstationen med dess temperatur i rymden i omloppsbana. Bar metall värmer upp till 260°C när den utsätts för konstant solljus. Detta är otroligt farligt för astronauter, som också tvingas gå ut i rymden. Därför är det nödvändigt att applicera en skyddande beläggning. Men i skuggan kyls objektet ner till -100°C.

Astronauter kan uppleva plötsliga temperaturförändringar beroende på vilken sida de vetter mot solen. Detta kompenseras givetvis av rymddräkter med värme- och kylsystem.

Låt oss gå ännu längre. Ju längre du går bort från , desto lägre blir temperaturen i rymden. Plutos yttemperatur når -240°C (33 grader högre). absolut noll). Temperaturen för gas och damm mellan stjärnor är 10-20 grader över absoluta nollpunkten.

Om du klättrar så långt som möjligt får du en temperatur på 2,7 Kelvin (-270,45°C). Detta är redan temperaturen på reliktstrålningen som genomsyrar hela universum. Så ja, det är jävligt kallt i rymden!

En av de äldsta och mest spridda myterna om rymden är kanske denna: i rymdens vakuum kommer varje person att explodera utan en speciell rymddräkt. Logiken är att eftersom det inte finns något tryck där så skulle vi blåsas upp och spricka, som en ballong som blåsts upp för mycket. Det kanske överraskar dig, men människor är mycket mer hållbara än ballonger. Vi spricker inte när vi får en injektion, och vi kommer inte att spricka i rymden heller - våra kroppar är för tuffa för ett vakuum. Låt oss svälla upp lite, det är ett faktum. Men våra ben, hud och andra organ är tillräckligt motståndskraftiga för att överleva detta om inte någon aktivt sliter sönder dem. Faktum är att vissa människor redan har upplevt extremt låga tryckförhållanden när de har arbetat på rymduppdrag. 1966 testade en man en rymddräkt och dekomprimerade plötsligt på 36 500 meter. Han förlorade medvetandet, men exploderade inte. Han överlevde till och med och återhämtade sig helt.

Folk fryser

Denna felaktighet används ofta. Vem av er har inte sett någon hamna utanför ett rymdskepp utan kostym? Den fryser snabbt, och om den inte förs tillbaka förvandlas den till en istapp och flyter iväg. I verkligheten händer raka motsatsen. Du kommer inte att frysa om du går ut i rymden, tvärtom, du kommer att överhettas. Vattnet ovanför värmekällan kommer att värmas upp, stiga, svalna och börja om. Men det finns inget i rymden som kan acceptera värmen från vatten, vilket innebär att kylning till minusgrader är omöjlig. Din kropp kommer att arbeta för att producera värme. Det är sant att när du blir outhärdligt het kommer du redan att vara död.

Blod kokar

Denna myt har ingenting att göra med tanken att din kropp kommer att överhettas om du hamnar i ett vakuum. Istället är det direkt relaterat till det faktum att vilken vätska som helst har ett direkt samband med miljötrycket. Ju högre tryck desto högre kokpunkt och vice versa. Eftersom det är lättare för en vätska att övergå till en gasform. Människor med logik kan gissa att i rymden, där det inte finns något tryck alls, kommer vätskan att koka, och blod är också en vätska. Armstrong-linjen är där atmosfärstrycket är så lågt att vätskan kommer att koka vid rumstemperatur. Problemet är att medan vätska kommer att koka i rymden, gör inte blod det. Andra vätskor, som saliv i munnen, kommer att koka. Mannen som dekomprimerade på 36 500 meter sa att saliven "kokade" hans tunga. Denna kokning blir mer som föning. Men blod, till skillnad från saliv, är i ett slutet system, och dina vener kommer att hålla det under tryck i flytande tillstånd. Även om du befinner dig i ett fullständigt vakuum innebär det faktum att blodet är låst i systemet att det inte kommer att förvandlas till gas och fly.

Solen är där rymdutforskningen börjar. Det här är ett stort eldklot runt vilket alla planeter kretsar, som är ganska långt borta, men som värmer oss utan att bränna oss. Med tanke på att vi inte skulle kunna existera utan solljus och värme, kan man tycka att det är förvånande att det finns en stor missuppfattning om solen: att den brinner. Om du någonsin har bränt dig själv med eld, grattis, du har drabbats av mer eld än vad solen kunde ge dig. I verkligheten är solen en stor kula av gas som avger ljus och värmeenergi genom kärnfusionsprocessen, när två väteatomer bildar en heliumatom. Solen ger ljus och värme, men ger ingen vanlig eld alls. Det är bara ett stort, varmt ljus.

Svarta hål är trattar

Det finns en annan vanlig missuppfattning som kan tillskrivas skildringen av svarta hål i filmer och tecknade serier. Naturligtvis är de "osynliga" i sitt väsen, men för en publik som du och jag framställs de som att de ser ut som olycksbådande ödesvirvlar. De är avbildade som tvådimensionella trattar med en utgång på endast en sida. I verkligheten är ett svart hål en sfär. Den har inte en sida som kommer att suga in dig, snarare är den som en planet med en gigantisk gravitation. Om du kommer för nära den från något håll, är det då du kommer att uppslukas.

Återinträde

Vi har alla sett hur rymdskepp återinträder i jordens atmosfär (så kallad re-entering). Detta är ett allvarligt test för fartyget; som regel blir dess yta mycket varm. Många av oss tror att detta beror på friktion mellan skeppet och atmosfären, och denna förklaring är vettig: det är som om skeppet var omgivet av ingenting, och plötsligt börjar skava mot atmosfären i en gigantisk hastighet. Naturligtvis kommer allt att värmas upp. Tja, sanningen är att friktion tar bort mindre än en procent av värmen under återinträde. Den främsta orsaken till uppvärmning är kompression eller sammandragning. När skeppet rusar tillbaka mot jorden, komprimeras luften det passerar genom och omger skeppet. Detta kallas en bågchockvåg. Luften som träffar skeppets huvud trycker på det. Hastigheten på det som händer gör att luften värms upp utan att hinna dekomprimera eller kylas ner. Även om en del av värmen absorberas av värmeskölden, vackra bilderåterinträde i atmosfären skapas av luften runt enheten.

Komet svansar

Föreställ dig en komet för en sekund. Troligtvis kommer du att föreställa dig en isbit som rusar genom yttre rymden med en svans av ljus eller eld bakom sig. Det kan komma som en överraskning för dig att riktningen på en komets svans inte har något att göra med i vilken riktning kometen rör sig. Faktum är att svansen på en komet inte är resultatet av friktion eller förstörelse av kroppen. Solvinden värmer kometen och får isen att smälta, vilket gör att is- och sandpartiklar flyger i motsatt riktning mot vinden. Därför kommer kometens svans inte nödvändigtvis att följa efter den i ett spår, utan kommer alltid att vara riktad bort från solen.

Efter Plutos degradering blev Merkurius den minsta planeten. Det är också den planet som ligger närmast solen, så det skulle vara naturligt att anta att det är den hetaste planeten i vårt system. Kort sagt, Merkurius är en jävligt kall planet. För det första, vid Merkurius hetaste punkt är temperaturen 427 grader Celsius. Även om hela planeten bibehöll denna temperatur, skulle Merkurius fortfarande vara kallare än Venus (460 grader). Anledningen till att Venus, som ligger nästan 50 miljoner kilometer längre från solen än Merkurius, är varmare beror på dess koldioxidatmosfär. Merkurius kan inte skryta med någonting.

En annan anledning har att göra med dess omloppsbana och rotation. Merkurius fullbordar ett helt varv runt solen på 88 jorddagar och ett helt varv runt sin axel på 58 jorddagar. Natten på planeten varar i 58 dagar, vilket ger tillräckligt med tid för att temperaturen ska sjunka till -173 grader Celsius.

Sonder

Alla vet att Curiosity rover för närvarande är engagerad i viktiga forskningsarbete på Mars. Men folk har glömt bort många av de andra sonderna vi har skickat ut under åren. Opportunity-rovern landade på Mars 2003 med målet att genomföra uppdraget inom 90 dagar. 10 år senare fungerar det fortfarande. Många tror att vi aldrig har skickat sonder till andra planeter än Mars. Ja, vi har skickat många satelliter i omloppsbana, men landar något på en annan planet? Mellan 1970 och 1984 landade Sovjetunionen framgångsrikt åtta sonder på Venus yta. Det är sant att de alla brann ner, tack vare den ovänliga atmosfären på planeten. Det mest ihållande rymdskeppet överlevde i cirka två timmar, mycket längre än väntat.

Om vi går lite längre ut i rymden kommer vi att nå Jupiter. För rovers är Jupiter ett ännu svårare mål än Mars eller Venus eftersom den nästan helt är gjord av gas, som inte går att åka på. Men detta stoppade inte forskarna och de skickade dit en sond. 1989 gav rymdfarkosten Galileo iväg för att studera Jupiter och dess månar, vilket den gjorde under de kommande 14 åren. Han tappade också en sond på Jupiter, som skickade tillbaka information om planetens sammansättning. Även om det finns ett annat skepp på väg till Jupiter, är den allra första informationen ovärderlig, eftersom Galileo-sonden vid den tiden var den enda sonden som störtade in i Jupiters atmosfär.

Tillstånd av tyngdlöshet

Denna myt verkar så uppenbar att många människor vägrar att övertyga sig själva om något annat. Satelliter, rymdfarkoster, astronauter och andra upplever inte viktlöshet. Sann tyngdlöshet, eller mikrogravitation, existerar inte och ingen har någonsin upplevt det. De flesta människor är under intrycket: hur är det möjligt att astronauter och fartyg flyter eftersom de är långt från jorden och inte upplever dess gravitationsattraktion. I själva verket är det gravitationen som gör att de kan flyta. När du flyger runt jorden eller någon annan himlakropp med betydande gravitation, faller föremålet. Men eftersom jorden ständigt rör sig kraschar inte dessa föremål in i den.

Jordens gravitation försöker dra upp skeppet på dess yta, men rörelsen fortsätter, så föremålet fortsätter att falla. Detta eviga fall leder till illusionen av viktlöshet. Astronauterna inne i fartyget faller också, men de verkar flyta. Samma tillstånd kan upplevas i en fallande hiss eller flygplan. Och du kan uppleva det i ett plan som faller fritt på 9000 meters höjd.

Trots alla vanliga myter är rymden faktiskt varken kall eller varm. Endast materia kan ha dessa egenskaper, och rymden är frånvaron av materia. Vetenskapen säger att värme är ett mått på molekylär aktivitet. Eftersom det finns väldigt få atomer eller molekyler i rymden är det ett nästan perfekt vakuum.

Astronaut Buzz Aldrin (NASA-arkiv)

Endast närvaron eller avståndet av värmekällor bestämmer kok- eller frystemperaturer och följaktligen mänskliga förnimmelser - oavsett om det är kallt eller varmt för tillfället. Det är just därför frågan om termoreglering och den beboeliga kapseln för en rymdfarkost, och speciellt rymddräkten, är så viktig. När allt kommer omkring, att döma av rapporterna från astronauterna och det film- och fotografiska material de presenterade, tillbringade de i rymddräkter timmar (eller till och med 10-12 timmar) i yttre rymden (det vill säga antingen under den fräsande solen eller i dess isiga skugga) , och rymddräkten var både deras enda skydd och nästan deras hem.

Och när, 1969 och under de följande tre åren, amerikanska astronauter glatt hoppade på månens yta, var alla naturligtvis uppmärksamma på ryggsäckarna på ryggen. Arbetare över hela planeten såg med otvivelaktig respekt på detta mästerverk av avancerad amerikansk teknologi. När allt kommer omkring försåg denna universella ryggsäck astronauten med allt han behövde. Eftersom utrymmet var "kallt", som alla trodde på den tiden, var ryggsäcken tvungen att ge tillräcklig värme. Och även normalt tryck, syretillförsel, avlägsnande av överskottsfukt etc. Då kom man dock ihåg att Månen är varmare än kokande vatten under dagen (solen värmer sin yta till 120°C), och astronauten behöver snarare kylas system. Men detta väckte ännu större respekt för amerikanska teknologer: vilka underbara stödsystem de har skapat – de räddar dig från värmen och kylan!

Foto av månen (arkiv wordpress.com)

Kortfattat kallas detta system och ryggsäcken som innehåller det PSZHO - Portable Life Support System (PLSS - Portable Life Support System). En bruksfärdig PSJO väger 38 kg på jorden och drygt 6 kg på månen och är 66 cm lång, 46 cm bred och 25 cm tjock. Ryggsäckens totala volym är därför 0,66 x 0,46 x 0,25 = 0,076 kubikmeter. m. NASA hävdade att PSJO försåg astronauten med fullständigt liv under flera timmar. Det fanns: en syrgasflaska, en koldioxidneutralisator, en anordning för att avlägsna fukt, en behållare med vatten för kylning, en annan behållare med avloppsvatten för bortskaffande, en värmeväxlare, ett sensorsystem för att övervaka kroppens vitala funktioner, en kraftfull walkie-talkie för att överföra en signal till jorden, 4 liter vatten. Och till råga på allt är batterierna tillräckligt stora för att driva all utrustning i denna ryggsäck.

Wits noterar dock analogin i systemet med blåshålet hos valar och kaskelot: när de återvänder från havets djup till ytan måste de kasta ut avgasluft och ånga med en kraftfull fontän. Och astronauter är också andra avfallsprodukter. Det vill säga, de var tvungna att gå på Månen i en gloria av antingen ångfontäner eller fina issmulor som släpptes ut från rymddräkterna av svett, urin och andra naturliga utsläpp från kroppen. Okej, låt oss säga att NASA inte publicerade dessa bilder av etiska skäl.

Men hur gjordes allt detta ur teknisk synvinkel? NASA hävdar att astronauterna bar overaller med tunna plaströr fyllda med vatten, anslutna till en vattentank: "Ett effektivare kylsystem användes med vattenkylda underkläder med tunna plaströr insydda i dem."

Buzz Aldrin (NASA-arkiv)

Den varma luften i rymddräkterna, skapad av de metaboliska processerna i astronautens kropp, togs uppenbarligen bort med detta system i PSZHO-värmeväxlaren. När dräkten började samla på sig överskottsvärme tryckte astronauten på en knapp, vilket aktiverade mekanismen för att släppa ut avloppsvatten från värmeväxlarens utlopp. "Vatten bröt ut ur dräkten, förvandlades till is och sprutades ut i rymden", vittnar astronauterna.

Den enda fördelen med plast är dess flexibilitet. Annars är plast det sämsta valet för ett kylsystem eftersom det är en bra värmeisolator. Systemet kunde bara fungera om det fanns tillräckligt med vatten i PSJO. Hur mycket vatten krävs för att utföra uppgiften? Ytan på en astronaut är cirka 0,75 kvadratmeter. m. Med en emissivitet på 0,2 finner vi den absorberade solstrålningen: 1353 W / m² × 0,2 × 0,75 m² = 203 W.

Förespråkare av den officiella NASA-versionen hävdar: "PJO designades för att skingra den metaboliska värme som genereras av astronauten med en hastighet av 1 600 brittiska termiska enheter (BTU) per timme." Eftersom 1 BTU per timme avrundad är lika med 0,293 watt, får vi 469 watt. Detta måste läggas till solens värmestrålning: 203 + 469 = 672 W.

Nu är det nödvändigt att beräkna värmen som avges av dräktens skuggsida. Men först måste vi göra vissa antaganden om temperaturen på luften och rymddräkten. Ju högre temperatur desto lättare är det för kylaren att fungera.

Låt oss anta att temperaturen på rymddräkterna var +38°C, dvs +311°K. Nu kan vi tillämpa Stefan Boltzmanns formel. För att göra detta, låt oss invertera den ursprungliga ekvationen:

Således, avrundat resultatet, får vi strålning på 80 W. Subtrahera det från 672 och vi får 592 watt. För att avrunda uppåt, lägg till 8 W för olika värmestrålning från walkie-talkies, vattenpump etc. Totalt 600 W. Det finns 860 kalorier i en watt. Med tanke på extremfallet (drift med 100 % effektivitet) är det nödvändigt att producera tillräckligt med is för att tåla 516 000 cal per timme. På 4 timmar samlar den på sig 2 064 000 kalorier.

För att minska temperaturen på 1 g vatten med 1°C krävs en värmeförlust på 1 kalori. För att bilda is måste 1 g vatten förlora ytterligare 80 kalorier. En temperatursänkning från +38°C till fryspunkten (0°C) innebär alltså överföring av 38 kalorier, plus ytterligare 80 kalorier för frysning - totalt 118 kalorier för varje gram som släpps ut genom utloppet. Om du delar 2 064 000 kalorier med 118 får du 17 491 gram som behöver släppas ut. Detta är 17,5 liter, eller 0,0175 cc. m, dvs nästan en fjärdedel av volymen PSZHO. Denna mängd vatten väger 17,5 kg på jorden, vilket är 46% av ryggsäckens vikt!

Låt oss nu titta på saker och ting realistiskt. Med en effektivitet på 40 % (detta är en ganska hög siffra för de flesta mekanismer) får vi mycket mer imponerande siffror, vilket indikerar att PSJO helt enkelt inte kunde ta emot ens en kylenhet! Men ryggsäcken innehåller även en syrgasflaska, en koldioxidneutralisator, en anordning för att avlägsna fukt, en behållare med vatten för kylning, en behållare med avloppsvatten, en värmeväxlare, ett sensorsystem, en walkie-talkie och kraftfulla batterier! Tror du inte att bara en trollkarl skulle kunna designa sådana ryggsäckar?

Men låt oss fortsätta med kylningen. Om vi delar 17 491 g vatten med 240 minuter, visar det sig att ungefär 70 g vatten behövde sprutas ut ur utloppet per minut och flydde ur dräkten som "frusen ånga". Det sista uttrycket låter ungefär som "stekt is", men NASA-experter verkar vana vid paradoxer.

Allt detta spelar dock ingen roll, eftersom teoretiska beräkningar motsäger verkliga fakta. Enligt det officiellt publicerade tvärsnittsdiagrammet för PSJO är vattenbehållaren endast 7,6 cm i diameter och 35,5 cm lång. Följaktligen är volymen av denna behållare 1600 kubikmeter. cm (1,6 1). Detta vatten skulle bara räcka i 25-30 minuter med en omöjlig 100% effektivitet! Men NASA berättade om 4 timmar! Kanske uppfunnen nytt sätt vattenkoncentration? Av rymdålderns alla prestationer skulle detta vara det mest fantastiska!

Fotodetalj av Michael Collins rymddräkt (NASA-arkiv)

Om vi ser på saker och ting realistiskt, då var våra rymdhjältar tvungna att bära ett parasoll med sig. Att hålla dem borta från direkt solljus skulle ha besparat dem många överhettningsproblem, åtminstone när de hoppade runt på månen.

Men även om de gömde sig bakom något slags paraply när de hoppade, varför var inte månmodulerna täckta med någonting? De stod i timmar under den gassande solen. Föreställ dig att din bil satt i solen i flera timmar förra sommaren! Du kommer förmodligen inte att kunna glömma känslan av att gå ombord på den länge, eller hur? Men av någon anledning förklarar astronauterna plötsligt att en isande kyla väntade dem i månmodulerna.

Buzz Aldrin skrev att det var så kallt i LEM att han var tvungen att stänga av luftkonditioneringen i sin kostym. Å andra sidan sa Collins: "De 2,5 timmar som tilldelats dem gick väldigt snabbt, varefter de klättrade tillbaka in i månmodulen, stängde dörren och pumpade in luft i kabinen." Detta är mycket konstigt, eftersom rymddräktens luftkonditionering (om den alls fanns!) inte kunde fungera under normala tryckförhållanden inuti LEM. Han kunde bara fungera i ett vakuum! Tvivel smyger sig på: flög dessa två astronauter till samma måne?

21 augusti 2014 klockan 12.30

Om kosmisk värme och kyla

Dauria Aerospace företagsblogg

Under varma sommardagar är det dags att prata om rymdens värme och kyla. Tack vare science fiction-filmer, vetenskap och inte så populärvetenskapliga program har många blivit övertygade om att rymden är en ofattbart kall plats där det viktigaste är att hitta hur man värms upp. Men i verkligheten är allt mycket mer komplicerat.

Foto kosmonaut Pavel Vinogradov

För att förstå om det är varmt eller kallt i rymden måste vi först återgå till fysikens grunder. Så vad är värme? Begreppet temperatur gäller kroppar vars molekyler är i konstant rörelse. När ytterligare energi tas emot börjar molekylerna röra sig mer aktivt, och när energi går förlorad rör sig de långsammare.

I försåld kosmisk gas är molekyler extremt sällsynta, och deras inverkan på makrokroppar, som satelliter eller astronauter, är obetydlig. Sådan gas kan värmas upp till extrema temperaturer, men på grund av molekylernas sällsynthet kommer rymdresenärer inte att känna det. De där. för de flesta vanliga rymdfarkoster och fartyg spelar det ingen som helst roll vad temperaturen på det interplanetära och interstellära mediet är: minst 3 Kelvin, minst 10 000 grader Celsius.

En annan sak är viktig: vad vår kosmiska kropp är, vilken temperatur det är och vilka strålningskällor som finns i närheten.

Den huvudsakliga källan till termisk strålning i vårt solsystem är solen. Och jorden är ganska nära den, därför är det mycket viktigt att justera "förhållandet" mellan rymdfarkosten och solen i omloppsbanor nära jorden.

Men i vissa fall och från vissa tillverkare liknar EVTI inte folie, utan har samma isolerande funktion.

Ibland lämnas vissa ytor på en satellit medvetet öppna så att de antingen absorberar solstrålning eller tar bort värme från insidan ut i rymden. Vanligtvis, i det första fallet, är ytorna täckta med svart emalj, som starkt absorberar solstrålning, och i det andra fallet med vit emalj, som reflekterar strålarna väl.

På andra, mindre komplexa enheter, sker värmeförlust i rymden också genom strålning från radiatorer. Vanligtvis är de täckta med vit emalj och de försöker placera dem antingen parallellt med solljuset eller i skuggan. På vädersatelliten" Electro-L"Det var nödvändigt att kyla den infraröda skannermatrisen till -60 grader Celsius. Detta uppnåddes med hjälp av en radiator, som ständigt hölls i skuggan, och var sjätte månad vändes satelliten 180 grader så att lutningen av jordaxeln gjorde det. inte leda till att radiatorn exponerades för solens strålar. Under dagjämningarna var satelliten tvungen att hållas i en liten vinkel, varför artefakter dök upp i bilderna nära jordens poler.

Mer komplexa aktiva system använder cirkulerande kylvätska eller värmerör, liknande de som ofta används för att överföra värme från CPU:n till kylflänsen i datorer och bärbara datorer.

Överensstämmelse med den termiska regimen är ofta en avgörande faktor för enhetens prestanda. Till exempel dog Lunokhod 2, känslig för temperaturförändringar, på grund av någon löjlig handfull svart regolit på taket. Solstrålning, som inte längre reflekterades av värmeisoleringen, ledde till överhettning av utrustningen och fel på "måntraktorn".