Warum reißt oder bricht die Windschutzscheibe des Tesla Roadster im Weltraum nicht?

Das Auto befindet sich auf der Sonnenseite des Weltraums, wie vom Lens Flare aus gesehen. Das bedeutet, dass das Auto viel Strahlung absorbiert und das Auto auf weit über 250 Grad Celsius aufheizt. Eine Autoscheibe fängt bei etwa 120 Grad Celsius an zu reißen, 250 Grad Celsius überlebt sie sicher nicht. Satelliten brauchen wegen dieser hohen Temperaturen spezielle Kühler und eine spezielle Abdeckung, aber dieses Auto hilft nicht bei der Wärmeverteilung. Das Auto fährt auch mit über 12 Meilen pro Sekunde durch den Weltraum. Aber die Windschutzscheibe des Autos hat auch nach vier Stunden keinen Riss. Auch wenn sich das Auto wie erwähnt dreht (Schatten kühlt im Weltraum ab / Sonne heizt sich auf), würde dies nicht ein weiteres Problem verursachen, die Windschutzscheibe würde sich auf der einen Seite thermisch ausdehnen und auf der anderen Seite zusammenziehen, also warum reißt sie nicht? und brechen?

"Uns wird gesagt, dass es im Weltraum etwa alle 20 Meilen heiße und kalte Stellen oder sehr hohe und sehr niedrige Temperaturen gibt", finden Sie heraus, wer Ihnen das gesagt hat, und hören Sie nie wieder auf sie.
Schwarze Teile würden sich durch die Strahlung der Sonne sehr aufheizen. Aber die Windschutzscheibe ist nicht schwarz, sie ist farblos und transparent und wird sehr wenig Strahlung absorbieren und sich dadurch viel weniger aufheizen.
Sie sagen also, dass der Weltraum nicht etwa alle 20 Meilen heiße und kalte Stellen hat? Wie stark würden Sie sagen, dass sich die Windschutzscheibe aufheizt und schnell abkühlt, wenn sie sich mit 12 Meilen pro Sekunde bewegt, während sie sich im Weltraum dreht?
@Mitch erinnerst du dich vielleicht falsch an die thermischen Schichten der Atmosphäre anstelle des Weltraumvakuums?
Wenn sich das Auto mit einer Seite zur Sonne und dann in den Schatten dreht, würde das Auto sicherlich schnell aufheizen und abkühlen, würde dies nicht die Windschutzscheibe zerbrechen? Selbst wenn die Windschutzscheibe wenig Strahlung absorbiert, ist die Windschutzscheibe an einem Auto befestigt, das schnell aufheizt und abkühlt.
@Mitch warum denkst du, dass es so schnell ist? Das Auto ist genauso weit von der Sonne entfernt wie die Erde, also ähnelt der Sonnenschein einem sonnigen Sommertag. Und die Kühlung ist ohne Luft alles andere als schnell (es hat keine speziellen Kühler), so dass es je nach Rotationsgeschwindigkeit bald zu einem thermischen Gleichgewicht kommt und sich die Temperatur danach wahrscheinlich nur noch sehr wenig ändert.
Zitieren erforderlich für diese geringe Hitzetoleranz der Windschutzscheibe. Autoinnenräume können sich bei vielen Gelegenheiten schnell auf ziemlich hohe Temperaturen aufheizen, und 120 F sind überhaupt nicht ausgeschlossen. Übrigens gibt es einige Gebiete auf der Welt, die ziemlich häufig über 110 F erreichen.
Wenn sich das Auto schnell aufheizt, wird die Wärme nur sehr langsam auf die Windschutzscheibe übertragen, da die Wärmeleitfähigkeit von Glas sehr gering ist. Es ist möglich, ein Glasröhrchen mit bloßen Händen in eine Flamme zu halten. Ein Ende ist glühend heiß, das andere Ende verbrennt die Hand nicht.
@ Nathan, tut mir leid, ich spreche von 120 Grad Celsius, nicht von F
@Uwe, aber die Windschutzscheibe wird tatsächlich von der Einfassung geklemmt, die sich von glühend heiß in der Sonne zu eiskalt im Schatten ändern würde. Wenn sich die Temperatur der Windschutzscheibeneinfassung ständig ändert, würde dies sicherlich dazu führen, dass der Bereich, der in die Umgebung geklemmt ist, zersplittert, was wiederum Probleme für den Rest der Windschutzscheibe verursacht? Ich denke, es hängt davon ab, wie schnell sich das Auto dreht.
@jkavalik, ich glaube, der Weltraum hat im Sonnenlicht über 250 Grad Celsius, wie das Auto im Video war, und im Schatten unter - 250 Grad Celsius, sicherlich dreht sich das Auto von einer Seite zur anderen, während es mit über 12 Meilen pro Fahrt fährt zweitens hohe Temperaturschwankungen verursachen würde?
@Mitch: Weißt du, wie heiß "red hot" ist? Bei Stahl sind es etwa 800 bis 1000 °C.
@Mitch Der Weltraum hat keine Temperatur, wie Sie es verstehen. Es gibt kein Medium, um eine Temperatur zu "halten". Alle Wärmeübertragungen erfolgen durch Strahlung, die im Vergleich zur Atmosphäre ziemlich "ineffektiv" ist.
@jkavalik Wenn es stimmt, dass die Strahlung im Vergleich zur Atmosphäre unwirksam ist, warum brauchen Satelliten dann spezielle Strahler und eine spezielle Abdeckung.
@Mitch, weil Elektronik zum Arbeiten niedrigere Temperaturen benötigt und sich beim Arbeiten erwärmt. Und um diese Wärme loszuwerden, werden Heizkörper benötigt, und sie sind groß, vor allem, weil sie nicht sehr effektiv sind.
Ich habe für den Abschluss gestimmt, da die Frage auf sehr falschen Annahmen beruht.
@Mitch Satelliten und Raumfahrzeuge benötigen speziell Heizkörper, da eine schnelle Kühlung im Weltraum nicht möglich ist. Der Weltraum ist ein sehr guter Isolator und es gibt keine Brise, um Sie abzukühlen. Wenn Sie also einmal heiß sind, bleiben Sie heiß, bis Sie (sehr langsam) durch Schwarzkörperstrahlung abkühlen. Sie brauchen also die Heizkörper, um zu verhindern, dass die Elektronik und die Crew durch ihre eigene Abwärme zu Tode backen. Der Roadster – ohne Besatzung, ohne Elektronik und ohne jeglichen Strom – wird langsam und gleichmäßig von der Sonne erwärmt, und die Seite des Fahrzeugs im Schatten strahlt diese Wärme langsam wie eine heiße Kohle ab.
@Uwe Auch der Mond ist sehr schwarz. Es heizt sich an einem 2-wöchigen Tag auf etwa 120 ° C auf. Ich erwarte ungefähr das gleiche für den Tesla.
Die Windschutzscheibe kann bereits "kaputt" sein, wenn sie nicht gesprungen ist. Eine der spekulativen Antworten auf space.stackexchange.com/q/25262/6241 ist, dass der Dunst möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass sich die Windschutzscheibe ablöst und so das Licht unterschiedlich reflektiert / bricht .
@Uwe Glasblasen wird laut Wikipedia normalerweise zwischen etwa 870 und 1.040 ° C durchgeführt

Antworten (2)

Der Tesla Roadster erlebt keine 250°C-Temperaturen.

Diese Antwort auf eine andere Frage zeigt, dass es in der Erdumlaufbahn knapp über 0 ° C sein wird, ähnlich wie bei Ihnen und mir:

Was ist die typische Temperatur eines Satelliten, der die Erde umkreist?

Das Schlüsseldiagramm aus dieser Antwort zeigt, dass es in der Nähe des Mars etwa -80 ° C sein wird

Ich bin mir darüber wirklich nicht sicher, das scheint das Hauptproblem in Bezug auf Physik und Weltraum zu sein. Es gibt so viele widersprüchliche Informationen von sogenannten Experten auf diesen Gebieten, dass nichts davon einen Sinn ergibt, wenn man sich eingehender mit den Themen befasst.
@Mitch Wenn Ihr "Experte" Ihnen wirklich gesagt hat, dass der Weltraum ungefähr alle 20 Meilen heiße und kalte Stellen oder sehr hohe und sehr niedrige Temperaturen hat, brauchen Sie bessere Experten. Ich glaube, Sie erinnern sich falsch an eine Diskussion darüber, wie sich Satelliten langsam drehen können, um die Erwärmung auszugleichen.
@ceejayoz, ich erinnere mich, dass ich dies auf einer anderen Seite gelesen habe, von jemandem, der anscheinend wusste, worum es ging, aber dies ist nicht die einzige widersprüchliche Information, die ich in Bezug auf Weltraum oder Physik gelesen habe. Um ganz ehrlich zu sein, wenn Sie sich die Antworten, die ich oben gegeben habe, im Vergleich zu einigen anderen Antworten zu ähnlichen Themen auf dieser Website ansehen, werden Sie auch viele widersprüchliche Informationen zu den Heiz- und Kühleigenschaften des Weltraums finden. Dies macht es für eine Person mit meinem begrenzten Wissen schwierig, herauszufinden, wer gute oder vielleicht schlechte Informationen gibt.
@Mitch Einfache Lösung: Priorisieren Sie Informationen von überprüfbaren Experten, von Experten begutachteten wissenschaftlichen Quellen usw. gegenüber zufälligen Personen im Internet.
ceejayoz, würden Sie sagen, dass die folgenden Informationen richtig sind - unglaublich extreme Temperaturschwankungen. Unmittelbar hinter der oberen Erdatmosphäre fällt die Anzahl der Gasmoleküle steil auf nahezu Null, ebenso wie der Druck. Das heißt, es gibt fast keine Materie, um Energie zu übertragen – aber auch keine Materie, um die direkte Sonneneinstrahlung abzupuffern. Diese Sonnenstrahlung erwärmt den erdnahen Weltraum auf 393,15 Kelvin (120 Grad Celsius oder 248 Grad Fahrenheit) oder mehr, während schattige Objekte auf Temperaturen unter 173,5 Kelvin (minus 100 Grad Celsius) sinken.
@Mitch die Sonnenstrahlung kann den Raum nicht "heizen", da der Raum genau "nichts" ist und nicht beheizt werden kann. Wenn sich das Auto nicht drehen und eine Seite der Sonne zugewandt halten würde, würde die Temperatur dieser Oberfläche ziemlich hoch werden, aber die "durchschnittliche" Temperatur des gesamten Autos, unter Berücksichtigung der schattierten Teile, wäre immer noch ziemlich niedrig. Und weil sich das Auto dreht, bleibt die tatsächliche Temperatur der Oberfläche viel näher an diesem Durchschnitt. Der Mond wird während des "Tags" ziemlich heiß, aber viel kälter während der "Nacht" - und nur weil diese letzten 14 Tage jeweils schneller rotieren, wäre es weniger extrem.
"beheizt den Raum" macht keinen Sinn. Raum ist nichts, Vakuum. Wenn Sie sich an eine strenge Definition der Temperatur halten als "die Temperatur eines Gases ist eigentlich ein Maß für seine durchschnittliche kinetische Energie, und die kinetische Energie eines Teilchens hängt von seiner Geschwindigkeit ab", könnten Sie sagen, dass die Gase sehr diffus sind am Rand von Die Erdatmosphäre hatte eine hohe Temperatur, aber dies ist betrieblich bedeutungslos, da es zu wenige Partikel gibt, um Wärme auf ein Objekt anständiger Größe zu übertragen.
@Organic Marble, nun, das wurde auf einer Seite namens Sciencing temperatures-outer-space-around-earth geschrieben, das habe ich vorhin gesagt, Physik und Weltraum können sehr verwirrend sein, wenn Sie Leute haben, die ich Experten nennen würde, die alle etwas anderes ausgeben Information.
Um die Dinge für mich klarzustellen, sagen wir, dass eine Standard-Autowindschutzscheibe im Weltraum aufgrund schneller Temperaturwechsel nicht reißt oder bricht. Das Auto im Weltraum hätte keine schnellen Temperaturwechsel, da es ungefähr die gleichen Temperaturen behalten würde wie es würde Auf der Erde hilft das Drehen des Autos dabei, eine konstante erdähnliche Temperatur zu halten. Ein Auto, das mit über 12 Meilen pro Sekunde durch den Weltraum fährt, während es sich einen Moment in die Sonne dreht und im nächsten Moment von der Sonne entfernt ist, würde nicht dazu führen, dass die Windschutzscheibe bricht.
@Mitch ja, das Aufheizen und Abkühlen ist nicht "schnell", sodass die Temperaturen während der Rotation langsam um das Gleichgewicht oszillieren. Und die Bewegungsgeschwindigkeit hat weder einen Einfluss auf das Heizen noch auf das Kühlen.
@jkavalik, danke für all deine Hilfe bei den Fragen, die ich hatte. Ich habe das Gefühl, dass ich durch die vielen guten Antworten, die ich hier erhalten habe, viel mehr über den Weltraum gelernt habe. Es fällt mir jedoch immer noch schwer zu akzeptieren, dass sich die schwarze Umrandung der Windschutzscheibe nicht genug aufheizt und abkühlt, um die Windschutzscheibe zu beschädigen Ich werde es hier belassen, indem ich mich bei allen bedanke, die mir geholfen haben, den Weltraum ein bisschen besser zu verstehen. Alle Ihre Antworten werden wirklich geschätzt.

Es reißt oder bricht nicht, da es aus anorganischem Material besteht. Der Chemiker Richard Sachleben erklärt in diesem Artikel von Life Science Will SpaceX Roadster Survival Space , dass es lange dauern wird, bis sich die Windschutzscheibe verfärbt und im Vergleich zu jeglichem organischen Material im Auto (Ledersitze, Gummireifen) auseinanderfällt, und dass dies nur der Anfang sein wird Tun Sie dies, wenn der Kunststoff in der Windschutzscheibe zu zerfallen beginnt. Er glaubt, dass die Bios ungefähr ein Jahr halten werden, gibt aber keine genaue Vermutung zum Glas an.

Ich glaube nicht, dass dies die Frage beantwortet. Es ging nicht um eine fortwährende Materialzersetzung durch Vakuum/Strahlung, sondern um eine schnelle Temperaturwechselbeanspruchung. Nehmen Sie eine Glaspfanne aus dem Ofen sofort in etwas kaltes Wasser und sie zerbricht, anorganisch oder auf andere Weise. Ich glaube nicht, dass der Tesla die schnellen Zyklen durchläuft, die OP für möglich hält, aber das ist ein anderes Problem.
Der OP fragte, warum die Windschutzscheibe nicht reißt oder bricht. Ich fand, wie wenig Wissenschaft zu diesem Thema gedruckt wurde. Wenn die Einwirkung der hypothetischen Temperaturextreme das Fenster in den ersten Momenten seines Fluges nicht zerschmettert, beginnt die Uhr des Abbaus zu ticken. Ja, ich vermeide das Gespräch über hypothetische Temperaturprobleme und liefere stattdessen Beweise gegen den Titel der Frage. WENN der Titel ... wegen Temperaturschwankungen enthalten hätte, hätte ich meine Antwort nicht hinzugefügt.
"Es reißt oder bricht nicht, weil es aus anorganischem Material besteht" Bedeutet das, dass Metall oder Glas niemals reißt oder bricht?
@OrganicMarble gute Frage. Nein, wir wissen, dass Glas und Metall die ganze Zeit brechen und brechen, aber der Roadster wird das nicht, weil er nur im Weltraum ist. JEDOCH... wenn die Windschutzscheibe von einem Mikrometeorit getroffen würde, würde sie mit ziemlicher Sicherheit brechen, brechen, zersplittern, flattern und wackeln; Aber es wird wahrscheinlich nicht Salsa, Roboter oder Robo-Boogie machen, aber widersprüchliche Beweise sind natürlich immer willkommen.
@Mitch Beantwortet das deine Frage?
Warum reißt oder bricht die Windschutzscheibe des Tesla Roadster im Weltraum nicht?
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