Höchste Temperatur: 150°C, niedrigste Temperatur: -100°C – Wie entkommen Astronauten auf der Raumstation der Hitze?

Es ist wieder die Zeit des Jahres, in der es mit eingeschalteter Klimaanlage eiskalt ist, ohne sie jedoch heiß und schwül! Die Frage ist also: Hätten Sie jemals gedacht, dass es im Weltraum zu solch unangenehmen Temperaturmomenten kommen könnte? Wie verbringen Astronauten ihre Sommer? Wenn Ihnen ohne Klimaanlage heiß ist! Was sind ihre Tipps, um der Hitze zu trotzen?

"Heiß und kalt", Eis und Feuer

Zunächst müssen wir wissen: Obwohl die Temperatur im Weltraum tatsächlich sehr niedrig ist und vielerorts sogar nahe dem absoluten Nullpunkt (minus 273,15 °C) liegt, ist es interessant, dass man, wenn man sich im Weltraum befindet, weder intuitiv das Gefühl hat, „kalt“ noch „heiß“ zu sein, weil der Weltraum eine Vakuumumgebung ist und es dort keine Luft als Medium gibt.

Das Fehlen eines Mediums führt dazu, dass Objekte im Weltraum (einschließlich der Menschen selbst) keine Wärmekonvektion und Wärmeleitung aufweisen. Wenn sie Wärme abgeben oder aufnehmen wollen, können sie dies nur durch Wärmestrahlung tun , wobei die Wärmestrahlung den geringsten Wirkungsgrad hat.

Obwohl die Temperatur im Weltraum sehr niedrig ist, fällt es Objekten, die dieser Temperatur ausgesetzt sind, schwer, ihre eigene Wärme abzuleiten.

Und obwohl kleine Objekte wie der Mensch weniger Wärme durch Wärmestrahlung abgeben, bedeutet das nicht, dass es im Weltraum keine „großen Kerle“ gibt:

Stern

Als eine der Hauptwärmequellen im Weltraum geben Sterne in jedem Moment große Mengen Wärme durch Wärmestrahlung ab. Bei Objekten, die direkt der Wärmestrahlung von Sternen ausgesetzt sind, kann es zu einem Temperaturanstieg an der Vorderseite auf über 100 °C kommen.

Obwohl es im Weltraum aufgrund der thermischen Strahlung der Sterne sehr kalt ist, müssen Raumfahrzeuge und Astronauten daher häufig extremen Umgebungen aus Eis und Feuer ausgesetzt sein.

Bauen Sie ein Weltraum-Zuhause, in dem „vier Jahreszeiten wie Frühling sind“

Auch Raumschiffe weit draußen im Weltraum haben keine gute Zeit. Da sich künstliche Satelliten 300 km über dem Äquator der Erde befinden, sind sie 65 bis 70 % der Zeit starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt.

Die 400 Kilometer über der Erde gelegene chinesische Raumstation weist unter direkter Sonneneinstrahlung eine Oberflächentemperatur von bis zu 150 °C auf, während die Temperatur auf der sonnenabgewandten Seite auf unter -100 °C sinkt.

Um die Arbeits- und Lebensumgebung der wissenschaftlichen Instrumente und Astronauten aufrechtzuerhalten, haben Wissenschaftler daher speziell ein Wärmekontrollsystem entwickelt, um den normalen Betrieb des Raumfahrzeugs sicherzustellen und ein Weltraumheim zu schaffen, in dem „alle vier Jahreszeiten wie Frühling sind“.

Isolierung durch Kleidung

Beim Entwurf von Raumfahrzeugen entwerfen die Entwickler bewusst eine spezielle „Kleidung“ für diese.

Diese Art von „Kleidung“ besteht oft aus mehreren Schichten und mehreren Materialien . Ziel ist es , durch die Verwendung hochreflektierender Materialien mehrere Strukturen zu schaffen, um einen hohen Wärmewiderstand zu erreichen und so die Aufnahme und den Verlust von Wärme zu verhindern.

Sonnenschutzmittel auftragen

Um eine konstante Temperatur zu gewährleisten, hat das Entwicklungsteam das Raumfahrzeug außerdem mit einer Schicht einer Wärmekontrollbeschichtung mit geringer Absorption und Emission überzogen.

Einfach ausgedrückt bedeutet eine geringe Absorption eine Verringerung des Erwärmungseffekts, der durch die Absorption der thermischen Sonnenstrahlung entsteht, und eine geringe Emission bedeutet eine Verringerung des Kühlfaktors, der durch die Wärmeableitung des Raumfahrzeugs entsteht.

Nichts von außen kann eindringen und nichts von innen kann nach außen gelangen, sodass die Wärmekontrollbeschichtung auf natürliche und effektive Weise eine konstante Temperatur innerhalb und außerhalb des Raumfahrzeugs aufrechterhalten kann.

Schalten Sie die „Klimaanlage“ ein

Neben der bereits erwähnten passiven Isolierung ist auch eine aktive Temperaturregelung unerlässlich , und hier muss die „Klimaanlage“ des Raumfahrzeugs eingeschaltet werden.

In der chinesischen Raumstation beispielsweise wird die Temperaturregelungstechnologie durch Flüssigkeitskreisläufe erreicht. Obwohl es keine schwere Außeneinheit hat, ist das Prinzip der Kühlung durch Wärmeübertragung dasselbe.

Durch die wiederholte Zirkulation der Flüssigkeit in jeder Ecke des Raumfahrzeugs wird überschüssige Wärme gesammelt und zum Erwärmen unterkühlter Bereiche oder zur gleichmäßigen Ableitung der Wärme verwendet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Temperatur in jedem Bereich auf einem idealen Zustand gehalten werden kann und sogar die Temperatur verschiedener Räume präzise geregelt werden kann.