Как работают космические одеяла (тепловые одеяла)?

На Земле одеяла служат в первую очередь для буферизации изменений температуры / теплопередачи, которые могут происходить посредством конвекции (например, одеяло улавливает воздух рядом с вами, так что после того, как ваше тело нагреет его, его не просто сдует и заменит более холодный воздух), и проводимость (например, если вы лежите на льду, одеяло между вами и льдом с плохой теплопроводностью замедлит скорость кондуктивной теплопередачи).

В случае свободно плавающего космического корабля в космическом вакууме конвекция и теплопроводность не существуют, а температура / теплопередача определяются входящим излучением ( от Солнца) и уходящим излучением (радиационное охлаждение черного тела от космического корабля). , если я правильно использую этот термин). (Чтобы было ясно, проводимость существует в пространстве между объектами, которые находятся в физическом контакте, но я говорю о передаче тепла через поверхность свободно плавающих объектов для целей этого вопроса).

Как космические одеяла предназначены для защиты от радиации? В простейшей форме космическое одеяло представляло бы собой тонкий материал, отделенный от обшивки космического корабля тонким слоем вакуума, т. е. он обменивался бы теплом с внешней средой и с космическим кораблем только посредством излучения, и поэтому цель была бы минимизировать излучение, принимаемое от космического корабля и излучаемое в сторону космического корабля. У материалов космического одеяла просто плохая способность поглощать и излучать лучистое тепло, т.е. они суперотражающие? Или есть что-то еще, что влияет на их дизайн?

Почему проводимости не существует в вакууме?
Тепло может передаваться за счет теплопроводности в спутниках в космосе.
@fred_dot_u проводимости не существует в вакууме, потому что нечему проводить тепло. Теплопроводность — это передача тепла внутри материала или через непосредственный контакт. Если вы к чему-то прикасаетесь, то работает проводимость; если вы не прикасаетесь к чему-то непосредственно, но между вами (например) есть воздух, тогда будет некоторая проводимость через этот воздух, но если вы вообще ничего не прикасаетесь, то нет ничего, что могло бы проводить к вам тепло.
Общее утверждение «... и проводимости не существует» двусмысленно и на первый взгляд ложно. Проводимость существует в вакууме, когда два объекта с разными тепловыми характеристиками соприкасаются друг с другом.
Правильно - я выразился двусмысленно. Мой вопрос касается теплопередачи от свободно плавающего объекта в космосе, который не находится в физическом контакте ни с какими другими объектами. В этом случае теплопроводность не имеет значения, так как тепло не проходит через вакуум. Сделал небольшое редактирование вопроса, чтобы уточнить, что я имел в виду - извините за путаницу!
Добро пожаловать в космос! Хороший вопрос. Если вы считаете, что один из ответов отвечает на ваш вопрос, вы можете принять этот ответ, щелкнув галочку рядом с подсчетом голосов за ответ.

Ответы (2)

В дополнение к тому, что @PearsonArtPhoto сказал об отражательной способности, большое количество слоев играет важную роль в обеспечении эффективной радиационной изоляции.

Несколько упрощая, помимо прямого отражения, в значительной степени помогает поглощение и переизлучение тепла. В общем, с одной стороны поступает большое количество тепловой энергии. Эта энергия нагревает первый слой, который сам излучает тепло в соответствии со своей собственной температурой, но делает это в обоих направлениях более или менее одинаково, что, плюс-минус, сокращает вдвое количество тепла, идущего к холодной стороне. Повторите это более 40 слоев, и это существенно складывается. Добавьте это к отражательной способности отдельных слоев, и вы получите удивительно эффективную изоляцию.

Они, как правило, представляют собой комбинацию материала с высокой отражающей способностью, обычно алюминизированного майлара, с тонкой сеткой между слоями. Цель состоит в том, чтобы отразить как можно больше света (в частности, тех длин волн, которые излучаются объектами при температуре человеческого тела) и свести к минимуму прямой контакт между элементами. В Википедии есть отличная картинка, показанная ниже.

введите описание изображения здесь

@oldtechaa что может быть более явным, чем «отражать как можно больше света»? Вся излучаемая тепловая энергия является фотонами.
В этом есть смысл! Это может потребовать отдельного вопроса, но если отражательная способность и минимальный контакт являются двумя главными целями, то почему внешняя сторона теплового одеяла «Союз» черная, а не серебристая? Если уж на то пошло, почему не все космические корабли блестят и обладают высокой отражающей способностью?
@CarlWitthoft, это справедливо. Однако многие люди, незнакомые с этой темой, считают свет только видимым светом, поэтому им может помочь разъяснение.
Как работают космические одеяла (тепловые одеяла)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v