太空太冷了,所以記得帶點咖啡去
外太空如此寒冷的原因是,當附近沒有熱源時,你的得到的只有寒冷。
在我們與太陽的距離中,如果你把一輛Mac卡車放在太空中,面對太陽的一面很快就會熱到把你燒傷。原因顯而易見:陽光包含能量,在近地空間,沒有大氣層來過濾這種能量,所以它甚至比這里更強烈。現在,在地球上,如果你把一樣東西放在太陽里,它就暖和起來。空氣拾起一些溫暖和上升,由此產生的電流燈芯熱散。在太空中,這一切都不會發生。太空就像一個巨大的熱水瓶,一個完美的絕緣體,所以我們假想的卡車不會像地球上的瀝青條一樣加熱到140度,它的熱度會高達250度。
太空畢竟不是一個完美的絕緣體。空間中的物體不能通過熱傳導或對流冷卻,但它們可以通過輻射紅外光來冷卻。所有對象都這樣做,它們輻射得越熱。這就是為什么我們的卡車不會加熱和融化。當它變得足夠熱,它開始輻射足夠的紅外線(如太空加熱器),以阻止進一步變暖。在我們與太陽的距離,溫度大約是250華氏度。在水星的距離,大約是華氏800度。
與此同時,我們卡車的陰面也發出紅外光,速度較慢。在真空的絕緣下,它的冷卻速度比陽光照射的一側升溫要慢得多,但由于沒有能量進入,它會一直冷卻,直到天氣變得非常冷。
當然,在現實世界里,沒有什么是那么整潔的。我們的Mac卡車可能會翻滾,所以雙方都沒有足夠的時間去加熱或冷卻下來。這個想法曾應用于阿波羅計劃,,在那里,大型的圓柱形服務模塊經常被設置為溫和的旋轉,以保持溫度均勻。
物體也在內部傳導熱量,因此坐在地球附近陽光下的物體的陰影面可能冷卻到華氏零下250度,在冥王星的軌道上,它可能更像-360度。
所有這些都對航天器設計師來說非常重要。從太陽到火星軌道,航天器在保暖方面幾乎沒有什么困難。它們大多包裹在反光材料中,以免受太陽的照射,并給出散熱器或其他系統,以幫助消除其系統產生的熱量。然而,在火星軌道,保持溫暖開始成為一個問題,以至于第一個火星探測器Sojourner在存放其計算機的小熱水瓶容器內攜帶了钚238,以防電子設備結冰。
太空是冷的,因為它又大又空,任何放置在太空中的物體都可以向各個方向輻射無限量的能量,因此,如果附近沒有太陽來加熱它,它最終會失去幾乎所有的熱量,并變得非常寒冷——所以帶上一些咖啡
相關知識
外層空間,亦稱外太空、宇宙空間,簡稱空間、外空或太空,指的是地球大氣層及其他天體之外的虛空區域。
與真空有所不同的是,外層空間含有密度很低的物質,以等離子態的氫為主。其中還有電磁輻射、磁場等。理論上,外層空間可能還包含暗物質和暗能量。
圖解:發現號在1991年5月的STS-39航次中觀察到的極光,當時的軌道高度為260公里。
外層空間與地球大氣層并沒有明確的界線,因為大氣隨著海拔增加而逐漸變薄。假設大氣層溫度固定,大氣壓會由海平面的大約1013毫巴,隨著高度增加而呈指數化減少至零為止。
國際航空聯合會定義在100公里的高度為卡門線,為現行大氣層和太空的界線定義。美國認定到達海拔80公里的人為航天員,在航天器重返地球的過程中,120公里是空氣阻力開始發生作用的界線。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學名詞
3. 川上司賢- quora
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