Содержание
«Почему в космосе холодно, если вакуум не передает тепло и человек не должен замерзать?» — Яндекс Кью
Популярное
Сообщества
ФизикаКосмос
инокентий пупкин
·
1,0 M
Ответить3Уточнить
Достоверно
Susanna Kazaryan
Физика
31,9 K
Сусанна Казарян, США, Физик · 14 дек 2017
Теплопроводность вакуума действительно равна нулю при этом, вакуум пропускает излучение полностью. Человек замерзает, когда его тепловые потери выше тепла, поступающего из окружающей среды. Космос же, вдали от звёзд, заполнен реликтовым излучением с температурой ~2.7 K, что пренебрежимо мало, чтобы компенсировать тепловые потери.
Оценим, за какое время может замёрзнуть среднестатистический человек в космическом вакууме без защитного скафандра.
Параметры человека: масса m = 70 кг, площадь поверхности S = 1,9 м². Из закона Стефана-Больцмана, любое тело с температурой Т (в Кельвинах) в термодинамическом равновесии излучает инфракрасное (тепловое) излучение с энергетической светимостью Q = εσT⁴, где σ = 5,67×10⁻⁸ Вт/(м²⋅К⁴), а ε − излучательная способность (ε = 0, если человек в исправном скафандре, и ε = 1, если он абсолютно «чёрное тело»). Возьмём ε = 0.9 (человек голый).
Посчитаем, за какое время, человек при начальной температуре Т₀= 36,6 °C (или 309,75 К), превратится в глыбу льда с температурой T₁= 0 °C (или 273,15 K) при условии, что он на 80% состоит из воды. Изменение тепловой энергии человека оценим из ΔQ₀ = cm(Т₀ — T₁) с дополнением (Lm) энергии, на случай полного оледенения. Время охлаждения человека от Т₀ до T₁ оценим из приближения t=ΔQ₀/<Q>, где <Q> = S⋅[Q(Т₀) + Q(T₁)]/2.
Подставив нужные параметры в формулы, получим, что:
- за 20 мин температура тела опустится до 32 °C (потеря сознания).
- за 3 часа температура тела опустится до 0 °C.
- за 10 часов человек превратится в глыбу льда с температурой 0 °C.
- В космосе жутко холодно, без скафандра. Скафандр же отражает тепловое излучение, возвращая его человеку в необходимом для комфорта количестве.
P.S. Здесь не рассмотрены медицинские проблемы, связанные с кожным покровом человека в вакууме и соответственно с интенсивным испарением влаги с кожи. А это, в свою очередь, дополнительный источник охлаждения тела.
P.P.S. В комментариях рассерженно спрашивают: — «В расчетах учтены только потери, но человек и тепловая машина тоже.»
Учтём и это. Итак человек потребляет около 2,5 ккал в день, что соответствует 120 Вт мощности. Голое тело с температурой Т₀ = 36,6 °C, согласно закону С-Б выше, обязано излучать тепловое (инфракрасное) излучение с мощностью S⋅Q = 900 Вт. Если вы сидите дома голый на диване при температуре T = 25 °C, то от окружения (воздух и стены с потолком, ε = 1) ваше тело на халяву получает S⋅Q* = 850 Вт тепловой мощности.
Таким образом остаток, около S(Q − Q*) = 50 Вт, легко компенсирует ваш организм мощностью 120 Вт. А теперь вы в космосе и голый (Ужас!). Окружающая среда имеет температуру реликтового излучения (−270,4 °C) и нечем компенсировать тепловые потери с поверхности тела (900 Вт), т.е. энергии на халяву нет. В этих условиях ваш организм, как тепловая машина (120 Вт), сломается через 20 мин (см. таблицу выше). Нечего голым в космос ходить.
3 эксперта согласны
711,4 K
Анатолий Еремин
15 декабря 2017
Я так и не увидел ответа на вопрос — почему?
Комментировать ответ…Комментировать…
Николай Атаханов
Образование
25
Преподаватель ОГЭ и ЕГЭ по физике и математике. Учитель физики. Эксперт интернет… · 13 нояб 2021 · physics.iqus.ru
Из курса физики 8 класса известно, что теплопередача бывает 3х видов — теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность — это когда тепло передается при непосредственном контакте тел, когда молекулы передают друг другу свою кинетическую энергию. Например, можно согреть холодный гвоздь, если держать его в руках.
В вакууме такой способ теплопередачи невозможен… Читать далее
Леонид
19 ноября 2021
Замечу только, что конвекция — это частный случай передачи кинетической энергии. То есть, по большому счету, в… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Александр Ишин
17
Безработный. Кандидат технических наук, критикую «грамотеев», когда уж совсем заврались. · 6 сент 2021
Да, вакуум не теплопроводен. Зато идеально прозрачен для инфракрасного излучения. А любое тело с температурой выше 0 градусов по Кельвину, излучает эти самые ИК-лучи и, соответственно остывает. Правда, замерзнет он не скоро — излучение слабое. Но! Гораздо раньше он лопнет из-за отсутствия внешнего давления, если он без скафандра.
А если в скафандре — забываем про… Читать далее
1 эксперт согласен
Сергей Немков
подтверждает
17 сентября 2021
Автор грамотно описал физические процессы, протекающие в указанном месте, вместе с тем он не углубился в научные… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Константин Гётис
536
Инженер тяжелого машиностроения и инженер-конструктор, технолог машиностроения, профессион… · 5 мая 2020
Потому и холодно. Так как речь идёт о космосе, то, соответственно, рассмотрим космический вакуум (это один из немногих существующих в природе вакуумов).
Космический вакуум, в отличие от абсолютного, который используют теоретики в расчетах, имеет и плотность, и теплопроводность, но они ничтожно малы. Чтобы нагреть какой-либо объект необходимо взаимодействие теплового, мик..
. Читать далее
182,0 K
13й присяжный
18 июля 2020
Средняя температура тела, находящегося на расстоянии от Солнца, примерно равным 1 а.е., составляет +4 градуса… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Валерий Ч.
35
28 апр 2020
Вещество во Вселенной возникло по простой и единственной схеме: «Все» из «Одного»! «Все» – это только две частицы – ядро и электрон. Из «Одного» – из однородной и непрерывной плазмы, собственная плотность которой может изменяться в огромном диапазоне. Количество массы плазмы во Вселенной – величина неизменная! Плазма – это и электрический ток, и холод, и тепло, и огонь… Читать далее
175,6 K
Zhigul
3 мая 2020
Я поэтому в космонавты и не пошел,холодно там.
Комментировать ответ…Комментировать…
Эрнест Микитюк
562
Инженер вакуумщик.
МГТУ им. БАУМАНА · 1 мая 2020
Я написал модель того что будет с человеком в вакууме без скафандра. Инженер вакуумщик, МГТУ им. Баумана. Россия.
1. В человеке содержится мало воздуха. Человек состоит из воды.
При попадании в вакуум(космос) воздух мгновенно выйдет из легких и пищевода, где он есть через рот, поры кожи и т.д. человек не сможет задержать дыхание и удержать воздух в легких. Через 6… Читать далее
123,8 K
Александр Вредный
4 мая 2020
» При очень низком давлении (космос на орбите МКС 0.0000001 атм, человек, кстати, может получать вакуум на Земле… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Александр Мынов
2,6 K
Я с детства хотел понять что за место такое Вселенная. Лишь с долгими годами усердных… · 12 янв 2020 ·
nuclearbot
Почему мы чувствуем что металл ходлоднее, чем мы — потому-что наша энергии передается металу.
Холода не существует. Нет отрицательной температуры. Температура отрицательная лишь относительно более высокой. В космосе нет взаимодействия с окружающей средой и вся наша энергия излучается в космос, а так как это ничем не сдерживается, то и процесс это будет проходить очень… Читать далее
82,4 K
Эрнест Микитюк
29 апреля 2020
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, ТЕПЛООБМЕН ЕСТЬ. Космос это бесконечно холодное тело. Отдав энергю своего тела космос не… Читать дальше
Комментировать ответ…Комментировать…
Эрнест Микитюк
562
Инженер вакуумщик.
МГТУ им. БАУМАНА · 28 апр 2020
В космосе человек будет охлаждаться двумя методами:
1 Излучением. Передача тепла от более нагретого более холодному. То есть от человека 36.6 космосу. Это действительно не очень быстро. Токим образом охлаждение будет идти часы. Издучение это не фотонами а ИК.
2. Испарение это охлаждение. Вода во всех клетках будет интенсивно испаряться с кожи, глаз, языка, легких и… Читать далее
70,3 K
Александр Вредный
4 мая 2020
Только вот ваша истина верная, если вы находитесь в тени, а так солце вас зажарит обезвоживая
Комментировать ответ…Комментировать…
Вячеслав Кузнецов
287
люблю готовить, разработчик сайтов. · 12 янв 2021
Один космонавт (не помню фамилию, еще во времена СССР) вышел в открытый космос и у него случилась разгерметизация скафандра. Перед тем, как потерять сознание меньше чем за минуту, он почувствовал как с языка словно пар уходит влага, но холода он не ощущал. Его по быстрому втащили и он выжил. Т.е. человек в космосе очень быстро задохнется, но не замерзнет. Превратиться в… Читать далее
10,6 K
A.
Eddy
27 февраля 2021
Не замёрзнет и что? И вода тоже? В конце концов — это детали, что произойдёт быстрее.
Комментировать ответ…Комментировать…
Руся Еникеев
406
Свободные операционные системы, техника, экономические формации, психология, медиаиндустри… · 24 дек 2020
Всё относительно и холодно там для людей и им подобных. Тем более вакуум не задерживает тепло. То же стекло максимальной прозрачности хорошо пропускает солнечные лучи, нагревая объекты за стеклом. Так что если в вакууме попадёшь под прямые солнечные, то тело хорошенько так прогреет и какое-то время будет совсем не холодно 🙂
27,2 K
A.Eddy
27 февраля 2021
А с другой-то, теневой стороны, как? Вот если зеркалом «утеплить » ту сторону! Как Луна, на этой стороне +, а на той — минус!
Комментировать ответ…Комментировать…
Почему в космосе холодно, если Солнце горячее
Солнце находится на расстоянии около 150 миллионов километров от Земли, но мы можем чувствовать его тепло каждый день.
Удивительно, как горящий объект издалека может излучать тепло на таком большом расстоянии.
Мы не говорим о температурах, которые едва регистрируют его присутствие. В 2019 году температура в Кувейте достигла 63 ° C под прямыми солнечными лучами. Если вы будете стоять при таких температурах в течение длительного периода, вы рискуете умереть от теплового удара.
Но больше всего озадачивает то, что космическое пространство остается холодным. Итак, почему пространство такое холодное, если Солнце такое жаркое?
Чтобы понять это удивительное явление, важно сначала распознать разницу между двумя терминами, которые часто используются взаимозаменяемо: тепло и температура.
Роль тепла и температуры
Проще говоря, тепло — это энергия, хранящаяся внутри объекта, в то время как тепло или холодность этого объекта измеряется температурой. Таким образом, когда тепло передается объекту, его температура повышается. И происходит снижение значения температуры, когда тепло извлекается из объекта.
Эта передача тепла может происходить через три режима: проводимость, конвекция и излучение.
Теплопередача через проводимость происходит в твердых телах. Когда твердые частицы нагреваются, они начинают вибрировать и сталкиваться друг с другом, передавая тепло при этом от более горячих частиц к более холодным.
Теплопередача через конвекцию — явление, наблюдаемое в жидкостях и газах. Этот режим теплопередачи также происходит на поверхности между твердыми телами и жидкостями.
Когда жидкость нагревается, молекулы поднимаются вверх и переносят тепловую энергию вместе с ними. Комнатный обогреватель — лучший пример, демонстрирующий конвективный теплообмен.
Когда обогреватель нагревает окружающий воздух, температура воздуха будет повышаться, и воздух поднимется до верха комнаты. Присутствующий сверху холодный воздух вынужден двигаться вниз и нагреваться, создавая конвекционный ток.
Передача тепла посредством излучения — это процесс, при котором объект выделяет тепло в форме света.
Все материалы излучают некоторое количество тепловой энергии в зависимости от их температуры.
При комнатной температуре все объекты, включая нас, людей, излучают тепло в виде инфракрасных волн. Из-за излучения тепловизионные камеры могут обнаруживать объекты даже ночью.
Чем горячее объект, тем больше он будет излучать. Солнце является отличным примером теплового излучения, которое переносит тепло через солнечную систему.
Теперь, когда вы знаете разницу между теплом и температурой, мы очень близки к тому, чтобы ответить на вопрос, поставленный в заголовке этой статьи.
Теперь мы знаем, что температура может влиять только на материю. Однако в космосе недостаточно частиц, и это почти полный вакуум и бесконечное пространство.
Это означает, что передача тепла неэффективна. Невозможно передать тепло посредством проводимости или конвекции.
Излучение остается единственной возможностью.
Когда солнечное тепло в форме излучения падает на объект, атомы, составляющие объект, начинают поглощать энергию.
Эта энергия начинает двигаться атомы вибрировать и заставлять их производить в процессе тепло.
Однако с этим явлением происходит нечто интересное. Поскольку нет возможности проводить тепло, температура объектов в пространстве будет оставаться неизменной в течение длительного времени.
Горячие предметы остаются горячими, а холодные остаются холодными.
Но когда солнечные лучи попадают в земную атмосферу, появляется много материи для возбуждения. Следовательно, мы чувствуем излучение солнца как тепло.
Это естественно вызывает вопрос: Что произойдет, если мы поместим что-то вне атмосферы Земли?
Космическое пространство может с легкостью заморозить или сжечь вас
Когда объект находится за пределами земной атмосферы и при прямом солнечном свете, она будет нагрета до около 120°C. Объекты вокруг Земли, и в космическом пространстве, которые не получают прямых солнечных лучей находятся в пределах 10°C.
Температура 10°C обусловлена нагревом некоторых молекул, покидающих земную атмосферу.
Однако если мы измерим температуру пустого пространства между небесными телами в космосе, это будет всего на 3 Кельвина выше абсолютного нуля.
Итак, главный вывод здесь заключается в том, что температуру Солнца можно почувствовать только в том случае, если есть материя, чтобы поглотить ее, в космосе почти нет материи, отсюда и холод.
Две стороны солнечного тепла
Мы знаем, что в затененных областях холодно. Лучшим примером является ночное время, когда температура снижается, так как в этой части Земли нет излучения.
Однако в космосе все немного по-другому. Да, объекты, которые скрыты от солнечного излучения, будут холоднее, чем пятна, которые получают солнечный свет, но разница довольно существенная.
Объект в космосе столкнется с двумя экстремальными температурами с двух сторон.
Давайте возьмем для примера Луну. Области, которые получают солнечный свет, нагреваются до 127 °C, а темная сторона Луны будет при температуре замерзания -173 °C.
Но почему земля не имеет таких же эффектов? Благодаря нашей атмосфере инфракрасные волны от солнца отражаются, и те, которые входят в атмосферу Земли, равномерно распределены.
Вот почему мы чувствуем постепенное изменение температуры, а не крайнюю жару или холод.
Другим примером, показывающим полярность температуры в космосе, является влияние солнца на солнечный зонд Parker. Солнечный зонд Parker — это программа НАСА, где зонд был отправлен в космос для изучения Солнца.
Солнечный зонд «Паркер»
В апреле 2019 года зонд находился всего в 15 миллионах миль от Солнца. Чтобы защитить себя, он использовал теплозащитный экран.
Температура теплового экрана, когда он был бомбардирован солнечным излучением, составляла 121 °C, в то время как остальная часть зонда имела -150°C.
Космос — это лучший термос
Когда нагревать нечего, температура системы остается прежней. Это относится и к космосу. Солнечное излучение может проходить через него, но нет молекул или атомов, чтобы поглотить это тепло.
Даже когда скала нагревается выше 100°C излучением Солнца, пространство вокруг нее не будет поглощать никакой температуры по той же причине.
Когда нет материи, передача температуры не происходит.
Следовательно, даже когда солнце излучает, пространство остается холодным как лед!
Насколько холодно в космосе? Физика температуры Вселенной
(Изображение предоставлено: Getty Images)
Хотя научно-фантастические фильмы заставляют нас поверить, что космос невероятно холодный — даже ледяной — сам космос не совсем холодный. На самом деле у него вообще нет температуры.
Температура — это мера скорости, с которой движутся частицы, а тепло — это количество энергии, которой обладают частицы объекта. Таким образом, в действительно пустом пространстве не было бы частиц и излучения, а значит, не было бы и температуры.
Конечно, космос полон частиц и радиации, производящих тепло и температуру. Так насколько холодно в космосе, есть ли область, которая действительно пуста, и есть ли место, где температура падает до абсолютного нуля?
Связанный: Какое самое холодное место во Вселенной?
Как звезды нагревают космос
Самые горячие области космоса находятся непосредственно вокруг звезд, в которых есть все условия для запуска ядерного синтеза.
Все становится по-настоящему теплым, когда излучение звезды достигает точки в космосе с большим количеством частиц. Это дает излучению таких звезд, как солнце , что-то, на что можно воздействовать.
Вот почему Земля намного теплее, чем область между нашей планетой и ее звездой. Тепло исходит от частиц в нашей атмосфере, которые вибрируют с солнечной энергией, а затем сталкиваются друг с другом, распределяя эту энергию.
Однако близость к нашей звезде и обладание частицами не являются гарантией тепла. Меркурий — ближайший к Солнцу — обжигающе горяч днем и ужасно холоден ночью. Температура опускается до 9 градусов.5 Кельвинов (-288 ⁰ по Фаренгейту/-178 по Цельсию).
Составное изображение изменения температуры поверхности Урана в искусственных цветах, сделанное «Вояджером-2». (Изображение предоставлено НАСА) даже холоднее, чем на самой дальней от Солнца планете Нептун , у которой все еще невероятно низкая температура поверхности -353 ⁰F (-214 ⁰C).
Это результат столкновения с объектом размером с Землю в начале своего существования, из-за чего Уран вращается вокруг Солнца под экстремальным наклоном, из-за чего он не может удерживать внутреннее тепло.
Вдали от звезд частицы настолько разбросаны, что передача тепла через что-либо, кроме излучения, невозможна, а это значит, что температура резко падает. Эта область называется межзвездной средой.
Самые холодные и плотные облака молекулярного газа в межзвездной среде могут иметь температуру 10 К (-505 ⁰F/-263 ⁰C или ), в то время как менее плотные облака могут иметь температуру до 100 K (-279 ⁰F/-173 ⁰C) .
Что такое космическое фоновое излучение?
Изображение космического микроволнового фонового излучения, заполняющего Вселенную, с температурой 2,725 К (-450° F/-270 ⁰C). (Изображение предоставлено Европейским космическим агентством)
Вселенная настолько обширна и наполнена таким множеством объектов, некоторые из которых невероятно горячие, другие невообразимо холодные, что невозможно придать пространству единую температуру.
Тем не менее, есть что-то, что пронизывает всю нашу вселенную с температурой, равной одной стотысячной. На самом деле разница настолько незначительна, что разница между горячей точкой и холодной точкой составляет всего 0,000018 К.
Это известно как космический микроволновый фон (CMB) и имеет однородную температуру 2,7 К (-45⁰F/ -270⁰С). Поскольку 0 К — это абсолютный ноль, это температура всего на 2,725 градуса выше абсолютного нуля.
Истории по теме
Реликтовое излучение — это остаток события, произошедшего всего через 400 000 лет после Большого взрыва, названного последним рассеянием. Это был момент, когда Вселенная перестала быть непрозрачной после того, как электроны соединились с протонами, образовав атомы водорода, что остановило бесконечное рассеяние света электронами и позволило фотонам свободно путешествовать.
Таким образом, эта ископаемая реликвия, «вмороженная» во вселенную, представляет собой последнюю точку, когда материя и фотоны выровнялись по температуре.
Фотоны, из которых состоит реликтовое излучение, не всегда были такими холодными. Чтобы добраться до нас, потребовалось около 13,8 миллиардов лет. Расширение Вселенной привело к красному смещению этих фотонов на более низкие энергетические уровни.
Возникнув, когда Вселенная была намного плотнее и горячее, чем сейчас, начальная температура излучения, составляющего реликтовое излучение, оценивалась примерно в 3000 К (5000° F/2726⁰C).
Поскольку Вселенная продолжает расширяться, это означает, что сейчас в космосе холоднее, чем когда-либо, и становится холоднее.
Что произойдет, если вы попадете в космос?
Если астронавта оставить дрейфовать в одиночестве в космосе , то воздействие почти полного вакуума космоса не сможет заморозить астронавта, как это часто изображают в научной фантастике.
Существует три способа передачи тепла: теплопроводность, которая происходит через прикосновение, конвекция, которая происходит, когда жидкости передают тепло, и излучение, которое происходит посредством излучения.
Проводимость и конвекция не могут происходить в пустом пространстве из-за отсутствия материи, а теплопередача происходит медленно только за счет радиационных процессов. Это означает, что тепло не передается быстро в космосе.
Поскольку для замораживания требуется теплопередача, астронавт, подвергшийся воздействию радиации, который теряет тепло только за счет радиационных процессов, умрет от декомпрессии из-за отсутствия атмосферы гораздо быстрее, чем замерзнет.
Дополнительные ресурсы
Для получения дополнительной информации о свойствах пространства ознакомьтесь с «Астрофизикой для спешащих людей (открывается в новой вкладке)» Нила де Грасса Тайсона и «Происхождение Вселенной: космический микроволновый фон и поиск Квантовая гравитация (открывается в новой вкладке)» Кит Купер.
Библиография
- Гарвардский университет, «Человеческое тело в космосе: отличие фактов от вымысла (открывается в новой вкладке)», июль 2013 г.
- НАСА, «Флуктуации космического микроволнового фона (открывается в новой вкладке)», по состоянию на июль 2022 г.
- НАСА, «Космический микроволновый фон (открывается в новой вкладке)», июль 2022 г.
- НАСА, «Эта Киля (открывается в новой вкладке)», сентябрь 2020 г.
- Пол Саттер, «Вы не замерзнете To Death In Space », Forbes, апрель 2019 г..
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Роберт Ли – научный журналист из Великобритании, чьи статьи были опубликованы в журналах Physics World, New Scientist, Astronomy Magazine, All About Space, Newsweek и ZME Science. Он также пишет о научной коммуникации для Elsevier и European Journal of Physics. Роб имеет степень бакалавра наук в области физики и астрономии Открытого университета Великобритании. Подпишитесь на него в Твиттере @sciencef1rst.
Насколько холоднее космос по сравнению с солнцем?
Это сообщение было обновлено.
Первоначально он был опубликован 25 июля 2019 года.
Почему в космосе так холодно, если солнце такое горячее? Отличный вопрос. В отличие от нашей мягкой среды обитания здесь, на Земле, наша Солнечная система полна экстремальных температур. Солнце представляет собой комок газа и огня, температура которого составляет около 27 миллионов градусов по Фаренгейту в его ядре и 10 000 градусов на поверхности. Между тем, космическая фоновая температура — температура космоса, когда вы уходите достаточно далеко, чтобы избежать ароматной атмосферы Земли — колеблется на уровне -455 F. Как это может быть?
Если солнце горячее, то почему космос холодный?
— Джейкоби Бриссет (@JBrissett12) 10 июля 2019 г.
Тепло распространяется по космосу в виде излучения, инфракрасной волны энергии, которая мигрирует от более горячих объектов к более холодным. Волны излучения возбуждают молекулы, с которыми они соприкасаются, заставляя их нагреваться.
Именно так тепло передается от Солнца к Земле, но загвоздка в том, что излучение нагревает только те молекулы и материю, которые находятся непосредственно на его пути. Все остальное остается холодным. Возьмем Меркурий: по данным НАСА, ночная температура планеты может быть на 1000 градусов по Фаренгейту ниже, чем дневная сторона, подвергающаяся воздействию радиации.
Сравните это с Землей, где воздух вокруг вас остается теплым, даже если вы находитесь в тени, а в некоторые времена года даже в темноте ночи. Это потому, что тепло распространяется по нашей прекрасной голубой планете тремя способами, а не одним: проводимостью, конвекцией и излучением. Когда солнечное излучение достигает и нагревает молекулы в нашей атмосфере, они передают эту дополнительную энергию молекулам вокруг себя. Затем эти молекулы сталкиваются со своими соседями и нагревают их. Эта передача тепла от молекулы к молекуле называется проводимостью, и это цепная реакция, которая нагревает области за пределами пути солнца.
Однако космос — это вакуум, то есть он практически пуст. Молекул газа в космосе слишком мало и они находятся далеко друг от друга, чтобы регулярно сталкиваться друг с другом. Таким образом, даже когда солнце нагревает их инфракрасными волнами, передача этого тепла посредством теплопроводности невозможна. Точно так же конвекция — форма теплопередачи, которая происходит в присутствии гравитации — важна для рассеивания тепла по Земле, но не происходит в невесомости.
Об этом думает Элизабет Абель, инженер-теплотехник проекта НАСА DART, готовя транспортные средства и устройства для длительных космических путешествий. По ее словам, это особенно верно, когда она работала над солнечным зондом Parker.
Как вы, наверное, догадались по названию, солнечный зонд Parker является частью миссии НАСА по изучению Солнца. Он проезжает через самый внешний слой атмосферы звезды, называемый короной, собирая данные. В апреле 2019 года зонд оказался в пределах 15 миллионов миль от ада, самого близкого космического корабля, когда-либо находившегося к Солнцу. Это возможно благодаря теплозащитному экрану, выступающему с одной стороны зонда.
«Работа этого теплозащитного экрана, — говорит Абель, — убедиться, что «солнечное излучение ничего не коснется космического корабля». Таким образом, в то время как тепловой экран испытывает сильную жару (около 250 градусов по Фаренгейту) нашей звезды-хозяина, сам космический корабль намного холоднее — около -238 градусов по Фаренгейту, говорит она.
[См. также: Что происходит, когда солнце выгорает?]
В качестве ведущего инженера-теплотехника DART — небольшого космического корабля, предназначенного для столкновения с астероидом и отклонения его от курса, — Абель предпринимает практические шаги по управлению температурой. глубокого космоса. Чрезвычайная разница в температуре между ледяной пустотой и кипящим солнечным теплом создает уникальные проблемы.