Jak ogrzewamy kosmos?

Możliwość zobaczenia Ziemi w całej swej okazałości to przywilej zarezerwowany wyłącznie dla wybranych, którzy już od 50 lat eksplorują środowisko kosmiczne. Jest to miejsce pełne wielu skrajności: z jednej strony światło walczy z mrokiem, wilgoć przeciwstawia się suchości, a gorąc i przerażający mróz funkcjonują obok siebie. Jak zatem możliwe jest, że mimo iż temperatura waha się od -120C do 150C, ludzie mogą tam przebywać?

Wśród gwiazd ludzie od zawsze poszukiwali odpowiedzi na najbardziej nurtujące pytania: skąd jesteśmy, dokąd zmierzamy i co kryje się za milionem błyszczących punktów widocznych po nastaniu zmroku na karmazynowym papierze zwanym niebem.

Od momentu, gdy radziecki kosmonauta (odpowiednik astronauty) Jurij Gagarin wyruszył w pozaplanetarną podróż kosmiczną w 1961 r., będąc pierwszym człowiekiem, któremu ta sztuka się udała,  jego śladami podążyło już przeszło 500 śmiałków z blisko 30 krajów. By docenić ich odwagę, wyobraźmy sobie jedno z najbardziej niebezpiecznych środowisk pracy, gdzie nie mają zastosowania żadne ziemskie zasady, a każdy dzień jest zakładem gier losowych. Codziennie wyciągamy kupon, gdzie na szali stawiamy swoje życie. Lewitując w bezgranicznej przestrzeni czarnej materii, jesteśmy osamotnieni. W razie awarii nikt nie przybędzie nam z pomocą. Patrząc na cały świat z góry, możemy dosłownie objąć go wzrokiem. Niestety my sami jesteśmy niewidzialni dla jego mieszkańców.

21 maja obchodzimy Światowy Dzień Kosmosu, ustanowiony z inicjatywy amerykańskich astronautów.

Życie na Ziemi rozwinęło się w warunkach idealnej równowagi, a my sami najlepiej czujemy się w miejscach, które są dla nas „w sam raz” jak więc możliwe jest, że funkcjonujemy w tym nieprzyjaznym otoczeniu?

To wszystko byłoby niewykonalne, gdyby nie hiper nowoczesny sprzęt, opracowany przez najtęższe umysły świata nauki, którego wartość, podobnie jak misja, jest „astronomiczna”. Tylko dzięki niemu możliwe jest funkcjonowanie w tych skrajnie nieprzychylnych warunkach. Co by było, gdybyśmy jakimś cudem trafili nagle poza atmosferą ziemską? Nasze grasowanie po bezkresie kosmosu trwałoby krócej niż 10 oddechów. Po tym czasie stracilibyśmy przytomność, a nasza krew zaczęłaby się gotować, niczym woda na ziemniaki przy niedzielnym obiedzie. Ciało, które nie jest dostosowane do takich warunków zaczyna niesamowicie puchnąć, a już po 1,5 min znaleźlibyśmy się w miejscu, z którego nie ma powrotu.

Rozpiętość temperatury panującej poza atmosferą Ziemską wynosi aż 200C! W obrębie jednej stacji kosmicznej krążącej po orbicie Błękitnej Planety, słupki rtęci skierowane na Słońce wskazują 121C, podczas gdy po ciemnej stronie -157C! Na pewno gdzieś w centrum podniebnego domu znajduje się punkt równowagi. Na szczęście dla załogi satelita orbitalny jest zaprojektowany i zbudowany z myślą o równowadze temperaturowej. Jest wyposażony w system kontroli termicznej, który utrzymuje wygodę astronautów.

Biały smoking szyty na miarę: kombinezon.

Wartość pojedynczego, kompletnego kombinezonu dla astronautów to około 10 do 15 mln USD. Ten relatywnie tani wydatek posiada ponad 14 warstw, dzięki czemu działa niczym termos i zapewnia długie utrzymanie temperatury podczas wycieczek po nieboskłonie. Komfort cieplny jest regulowany poprzez system rurek i otworów. W przewodach zlokalizowanych w bieliźnie przepływa ciepła woda, a specjalna odzież wykonana jest z elastycznego włókna syntetycznego, tzw. Spandexu. Ludzki organizm wydziela też bardzo duże ilości płynów na powierzchni całego ciała w postaci pary bądź potu. Sprawną cyrkulację powietrza zapewnia system otworów wentylacyjnych. Gdyby nie automatyka regulacji temperatury, astronauci ugotowaliby się od ciepła wydzielanego przez własne ciało.

Podniebna limuzyna: prom kosmiczny.

Za cenę 45 skafandrów dla załogi statku kosmicznego moglibyśmy zakupić własny prom, którego wartość oscyluje w okolicy 1,7 mld USD. Jednym z najważniejszych elementów jest system ATCS (Aktywny System Kontroli Termicznej), który obejmuje regulację warunków temperaturowych poprzez specjalne grzałki elektryczne, które mają za zadanie utrzymać odpowiednie ciepło maszyny i aparatury podczas „zimnych faz” misji.

Witamy na miejscu: stacja kosmiczna.

Co łączy gospodarkę Węgier i międzynarodową stację kosmiczną? Koszt budowy zawieszonego w przestrzeni galaktycznej domu równy jest 150 mld USD – to niemal tyle samo, ile wypracowała cała produkcja naszych „bratanków” w 2017 r! Tak olbrzymie przedsięwzięcie stanowi kolejne wyzwanie cieplne dla inżynierów. Zarówno ludzie, jak i osprzęt produkują gigantyczne ilości ciepła. Co więc trzeba zrobić, by zapewnić odpowiedni komfort cieplny?

Budżet NASA na rok 2018 wynosi 20,7 mld USD. To absolutny lider (Rosja 10 mld USD, Europa 3 mld USD)

Jakie mechanizmy są wykorzystane, by utrzymać temperaturę? Główną rolę odgrywa tu wysoce odbijająca osłona zwana MLI (Multi Layer Insulation), jest to wielowarstwowa izolacja, która ma za zadanie utrzymać promieniowanie słoneczne i przenikliwy chłód przestrzeni przed penetracją metalowej skóry stacji. Podobny mechanizm wykorzystywany jest na osiedlowych parkingach w osłonach, które często można spotkać za szybami aut w słoneczne dni. Dzięki temu ich kokpit pozostaje chłodny, a wnętrze o wiele przyjemniejsze pod względem warunków temperaturowych.

A jak odprowadzane jest ciepło? Krążący w rurkach oplatających niczym bluszcz, amoniak, absorbuje ciepło wytwarzane przez aparaturę stacji i transportuje je do panelów radiacyjnych, które wydalają je w bezkresną przestrzeń kosmosu. Dzięki temu panele słoneczne są chłodne.  Podobny mechanizm wykorzystywany jest w systemach rurowych Cleverfit, które mogą ogrzewać lub schładzać pomieszczenie do preferowanej przez nas temperatury.

Written by

The author didnt add any Information to his profile yet