Laienhaft ausgedrückt, wie heiß wird die Haut eines Raumfahrzeugs, 144 Millionen Meilen von der Sonne entfernt?

Ok, letzte Woche habe ich gefragt, wie heiß ein Stück Metall in einer Entfernung von der Erde zum Mars werden würde, wenn es der Sonne zugewandt ist. Vielen Dank für all die netten Antworten, aber ich habe nicht viel Mathe-Kenntnisse. Lassen Sie mich also die Frage umformulieren.

Wenn ein Astronaut die Raumstation verlässt, wird sein der Sonne zugewandter Anzug heiß und der Anzug ist so konzipiert, dass er diese heißen Abschnitte kühlt. Ich erinnere mich, dass sie beim Anprobieren der neuen Handschuhe so oft anhalten mussten, um ihre Hände in die Kamera zu zeigen und heiße Stellen zu melden. Ich weiß also, dass es bei 93 Millionen Meilen von der Sonne heiß hergeht.

Würde ein Raumanzug bei 144 Millionen Meilen Entfernung von der Sonne genauso heiß werden oder würde er aufgrund der Entfernung kühl bleiben.

Sie würden ungefähr so ​​​​heiß werden, aber ohne aktive Kühlung etwa zweieinhalb Mal so lange dauern. Oder umgekehrt, Sie würden etwa die Hälfte der Kühlung benötigen.

Antworten (1)

Um Ihre Frage zu beantworten, ist es wichtig anzugeben, ob Sie die Temperatur im Inneren des Anzugs oder an der Außenfläche meinen!

Der Hauptzweck des aktiven Kühlmittelsystems besteht darin, die thermische Energie, die der Astronaut (wie jeder Mensch) "produziert", aus dem Anzug zu leiten. (Vergleichbar mit dem Tragen einer dicken Jacke im Sommer: es wird heiß, weil die Energie, die Ihr Körper produziert, nicht an die Umgebung „entweichen“ kann). Das interne Kühlsystem ist so ausgelegt, dass es eine konstante Temperatur im Anzug hält, sodass es etwa 150 W kühlen muss, die der Astronaut produziert.

Die äußere Oberfläche ist so gestaltet, dass sie den größten Teil der Wärmestrahlung reflektiert . ( https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_Micrometeoroid_Garment ). Natürlich bedeutet das meiste nicht alles , also wird Wärmeenergie vom Anzug absorbiert. Diese absorbierte Energie erwärmt die Außenfläche des Anzugs. ABER durch Erhitzen der äußeren Oberfläche wird mehr Wärmeenergie von der Oberfläche abgestrahlt.

SO wird es eine Temperatur geben, bei der die absorbierte und abgestrahlte Energie und der Wärmefluss von/nach außen ein Gleichgewicht erreichen. 231 Millionen km von der Sonne entfernt zu sein bedeutet also (zunächst den Wärmefluss in/aus dem Inneren zu ignorieren), dass das Gleichgewicht bei einer niedrigeren Temperatur liegt als 149 Millionen km von der Sonne entfernt.

Wie bereits erwähnt, gibt es noch das Thema Wärmefluss in/aus dem Anzug. Es ist nicht möglich, diese Frage zu beantworten, ohne Details zu kennen ... und ich meine wirklich Details ... über den Anzug, ... aber als Ingenieur würde ich annehmen, dass dieser Fluss vernachlässigbar klein ist. Vor allem, weil der Anzug isoliert ist, um diesen Fluss zu verhindern.

Entschuldigung, keine bessere Quelle verfügbar als "das Gefühl der Ingenieure" ...

Danke für deinen Beitrag Tom.