Aşırılıkların olduğu bir evrende yaşıyoruz. Güneş süper sıcak, bu da uzayın ne kadar soğuk olduğuyla tam olarak örtüşmüyor. NASA
Güneş bu kadar sıcaksa uzay neden bu kadar soğuk ? Harika bir soru. Dünyadaki ılıman habitatımızın aksine, güneş sistemimiz aşırı sıcaklıklarla doludur. Güneş, merkezinde yaklaşık 27 milyon derece Fahrenheit ve yüzeyinde 10.000 derece ölçen bir gaz ve ateş bolusudur. Bu arada, kozmik arka plan sıcaklığı -Dünya'nın ılık atmosferinden kaçmak için yeterince uzaklaştığınızda uzayın sıcaklığı - -455 F'de seyrediyor. Bu nasıl olabilir?
Isı, kozmosta radyasyon olarak, daha sıcak nesnelerden daha soğuk nesnelere göç eden bir kızılötesi enerji dalgası olarak hareket eder. Radyasyon dalgaları temas ettikleri molekülleri uyararak ısınmalarına neden olur. Isı, güneşten Dünya'ya bu şekilde hareket eder, ancak yakalama, radyasyonun yalnızca doğrudan yolunda olan molekülleri ve maddeyi ısıtmasıdır. Diğer her şey soğuk kalır. Merkür'ü ele alalım: NASA'ya göre gezegenin gece sıcaklığı, radyasyona maruz kalan gündüz sıcaklığından 1.000 Fahrenheit daha düşük olabilir .
Bunu, etrafınızdaki havanın gölgede olsanız ve hatta bazı mevsimlerde gecenin karanlığında bile sıcak kaldığı Dünya ile karşılaştırın. Bunun nedeni, ısının güzel mavi gezegenimiz boyunca tek bir yöntem yerine üç yöntemle hareket etmesidir: iletim, taşınım ve radyasyon. Güneşin radyasyonu atmosferimizdeki moleküllere çarptığında ve ısıttığında, bu ekstra enerjiyi etraflarındaki moleküllere iletirler. Bu moleküller daha sonra çarpar ve kendi komşularını ısıtır. Molekülden moleküle bu ısı transferine iletim denir ve bu, güneşin yolunun dışındaki alanları ısıtan bir zincirleme reaksiyondur.
Bununla birlikte, uzay bir boşluktur - yani temelde boştur. Uzaydaki gaz molekülleri, birbirleriyle düzenli olarak çarpışmak için çok az ve birbirinden uzaktır. Yani güneş onları kızılötesi dalgalarla ısıtsa bile, bu ısının iletim yoluyla aktarılması mümkün değildir. Benzer şekilde, yerçekimi varlığında gerçekleşen bir ısı transferi şekli olan konveksiyon, sıcaklığın Dünya'ya yayılmasında önemlidir, ancak sıfır g uzayında gerçekleşmez.
Bunlar, NASA'nın DART projesinde termik mühendisi olan Elisabeth Abel'in uzayda uzun süreli yolculuklar için araçlar ve cihazlar hazırlarken düşündüğü şeyler. Bu, özellikle Parker Solar Probe üzerinde çalışırken geçerlidir, diyor.
Adından da anlaşılacağı gibi, Parker Solar Probe, NASA'nın güneşi inceleme misyonunun bir parçasıdır . Veri toplayarak, korona adı verilen yıldızın atmosferinin en dış katmanını yakınlaştırır. Nisan 2019'da sonda, bir uzay aracının şimdiye kadar güneşe en yakın olduğu yer olan cehenneme 15 milyon mil yaklaştı. Probun bir tarafına yansıtılan ısı kalkanı bunu mümkün kılar.
Abel, “Bu ısı kalkanının işi,” diyor, “güneş radyasyonunun hiçbirinin uzay aracındaki hiçbir şeye dokunmamasını” sağlamak. Bu nedenle, ısı kalkanı ev sahibi yıldızımızın aşırı ısısını (yaklaşık 250 derece F) yaşarken, uzay aracının kendisi çok daha soğuk - -238 derece F civarında, diyor.
Bir asteroitle çarpışmak ve onu rotasından saptırmak için tasarlanmış küçük bir uzay aracı olan DART'ın baş termal mühendisi olarak Abel, derin uzayın sıcaklıklarını yönetmek için pratik adımlar atıyor. Buzlu boşluk ile güneşin kaynayan ısısı arasındaki aşırı sıcaklık farkı, benzersiz zorluklar doğurur. Uzay aracının bazı bölümlerinin kısa devreyi önlemek için yeterince soğuk kalması için yardıma ihtiyacı varken, diğerleri onları çalışacak kadar sıcak tutmak için ısıtma elemanlarına ihtiyaç duyar.
Yüzlerce derecelik sıcaklık değişimlerine hazırlanmak kulağa çılgınca gelebilir, ancak uzayda işler böyle yürüyor. Asıl tuhaflık Dünya'dır: Aşırı soğuk ve ateşli sıcağın ortasında, atmosferimiz her şeyi şaşırtıcı derecede yumuşak tutar - en azından şimdilik.
