Ulmeblogi.: Temperatuurid kosmoses

Nagu ikka oma juttude puhul ei pretendeeri ma kunagi absoluutsele tõele. Minu jutte võib võtta ulme- või muinaslugudena. Kuid siit võib leida ka midagi mõttlemapanevat nagu ulme- ja muinasjuttude puhul tavaliselt ikka.
Selle loo põhiküsimus oleks: "Kas igasugused tehiskaaslased ja satelliidid ikka lendavad nii kõrgel nagu meile väidetakse? Kas tegelikult on üldse võimalik lennata kõrgemale kui 500 kilomeetrit?"

Wikipedias öeldakse, et alates 90 kilomeetri kõrgusel merepinnast hakkab temperatuur hüppeliselt kasvama, ulatudes 450km kõrgusel kuni 1500 Kelvinini (u. 1226 kraadi C). Temperatuur kasvab eksosfääris veelgi.

Allpool oleva pildi tekst on pärit Tartu Ülikooli loengukonspektist (kõik viited leiab teema lõpust). Nagu näha, siis 500km kõrgusel võib temperatuur ulatuda 2000 karaadini Celsiuse järgi, ja kõrguse kavades temperatuur tõuseb veelgi.

ISSi orbiidi kõrgus on 330-435km. Tabelite järgi peaks sellisel kõrgusel temperatuur olema 700-1500 kraadi Celsiust. Proovisin leida internetist, et mis materjalist ISS ehitatud on, et selle konstruktsioon kannatab selliseid temperatuure. Kuid ega seda polegi nii lihtne leida. Allpool on pilt ISS konstruktsioonist.

Siin aga üks pilt kosmosekõnnist, kuidas astronaut hooldab ISS-i. Lisaks ISS-i väga heale kuumataluvusele on ka NASA skafander ääretult hea termoisolatsiooniga. Ma küll ei tea mis materjalist ISS tehtud on, aga mulle tundub, et need plekiribad ja kogu see kere peaks hõõguma. Ma pole füüsik ja võibolla vaakumis ei saa midagi hõõguda.

"Skafandril on jahutussüsteem, mis kaitseb astronauti ülekuumenemise eest. Olgugi et varjus on kosmose temperatuur vaid 2,7 Kelvinit (−270 °C), on seal siiski vaakum, millel puudub võime osakeste liikumise teel soojust ära kanda."

Maa-lähedase orbiidi kõrgus on vahemikus 180–2000 kilomeetrit. Paljud satelliidid tiirutavad atmosfäärikihis, kus temperatuur võib ulatuda 2000 kraadini. Keskmised orbiidid jäävad Maalähedase ja geosünkroonse orbiidi vahele. Neil orbiitidel paiknevad navigatsioonisatelliidid GPS (20 200 km) Galileo (23 222 km). Need satelliidid tuleb aga nii kaugele toimetada läbi põrgukuumuse.

Joonisel tähtsamate kosmoseapraatide kaugused maalt kilomeetrites ja miilides.

Kosmoseaparaatide testimise kohta saame lugeda:

"Näiteks võib ESA nõuda, et satelliidi eluiga on vähemalt viis aastat orbiidil kõrgusel 1000 km."
"Temperatuuritest – kuna tavalised komponendid ei talu suuri temperatuurikõikumisi, siis on vaja neid testida. Kosmoses valitsev madal temperatuur on üldiselt väiksem ohuallikas kui satelliidi terviklik või osaline ülekuumenemine päikesekiirguse tõttu. Testida tuleb eelkõige komponentide ja alarühma vastupidavust kõrgetele temperatuuridele ja kiiretele temperatuurimuutustele."

Üldiselt saan ma kogu eelpool olevast jutust aru nii, et täielikus vaakumis keha ei juhi ega anna ära soojust. Aga kui päike peale paistab, siis kuumenemise eest pääsu ei ole. Satelliidid peavad paratamult olema päikese käes, kui just vahel korraks maa varju ei jää. Paljudel satelliitidel on energiaallikaks päikesepaneelid. Päikesepaneelide fotoelemendid on aga tehtud galliumarseniidist, see tagab suurema energiatootlikkuse. Päikeseaneelid on stardi ajal kokkuvolditud ning laotuvad laiali alles orbiidil.

Galliumarseniidi kohta saame aga Wikist lugeda järgmist:"Galliumarseniidi sulamistäpp on 1513 K (1239.85 kraadi Celsiust). Arseen on palju plahvatusohtlikum kui gallium või galliumarseniid. See seab piirid materjali valmistamisel kasutatavale temperatuurile. Kapsuleerimata GaAs ei soovitata üle 450 °C lõõmutada. Sellel temperatuuril hakkab arseen ühendist aurustuma ja võib põhjustada defekte."

Saan eelpool olevast jutust aru nii, et galliumarseniid kohe üldse ei kõlbaks kosmoses kasutamiseks, kuid üks artikkel räägib ühte, teine artikkel hoopis teist. Ega tavaliselt inimesed ei vaevugi ju uurima ja 1+1 kokku panema.

Postimehest saab lugeda ühte vanemat artiklit, kus Tallinna tehnikaülikoolis asuti ehitama uut satelliiti. Seal kirjutatakse, et eesmärgiks on projekteerida, ehitada ning lennutada nende väikesatelliit 600 kilomeetri kõrgusele orbiidile.

Oleksin tahtnud küsida neilt, et kas nad ikka teavad kui kuum sellisel kõrgusel on? Või kas nende väikesatelliit on ehitatud volframist (sulamistemperatuur +3399 kraadi). Isegi kaamera lisamine oleks võimatu, sest kaameraklaas sulab lihtsalt ära.

Leidsin ühe teise artikkli sama satelliidi kohta ja seal nad väidavad, et temperatuur jääb vahemikku -40 C varjus ja + 120 C päikese käes. Küll aetakse ikka palju jama meile. Ei saa mitte midagi aru enam, kas siis on kuum seal üleval või ei ole?

Artikklites ei suudeta korraliku satelliidi pilti ka meile näidata, ainult mingid simulatsioonid.

Metallide ja mõnede sulamite sulamistemperatuurid maal. Kosmoses on teine rõhk, seal erineb sulamistemperatuur mõnevõrra.

Kokkuvõtte kogu eelnevast loost peate ise tegema, et kes ja kus ja kui palju jama meile ajab.

LÕPP

1 kommentaar:

Allan07 mai, 2020 19:06
Tublid, et selle kirja olete pannud.
Olen samuti vaadanud temperatuure ja mõelnud, millest meile räägitakse.
Mingis venelaste kanalis rääkis niiöelda kaaluta olekus olev kosmonaut, et neil on illuminaatori taga 100¤ külma. Siis tuleb mehitatud laeva orbiidi kõrguseks kõigest ca 80 km. Kõikide nende numbrite võrdlemisel saab selgeks ka see asjaolu, et miks ei ole tehtud maast ühtegi fotot, sest sellelt kõrguselt lihsalt ei saa kõike pildile.
VastaKustuta
Vastused

Lisa kommentaar

Ulmeblogi.

16 oktoober 2019

Temperatuurid kosmoses

1 kommentaar:

Kontaktivorm

Valveroot