Inilah masalah yang membuat hampir semua orang yang memahami fisika dasar tersandung. Anda tahu bahwa ruang hampa adalah penghantar panas yang buruk. Fungsinya seperti termos terbesar di dunia. Jadi, logisnya, jika Anda memerangkap panas di dalam pesawat luar angkasa, panas tersebut akan tetap berada di sana selamanya. Namun pesawat luar angkasa tidak selalu panas. Mereka berhasil melepaskan energi panas berlebih secara terus-menerus. Bagaimana?
Jawabannya terletak pada pemahaman bagaimana panas berpindah ketika tidak ada udara yang dapat membawanya pergi.
Pendinginan Radiatif vs. Pendinginan Konvektif
Di Bumi, pendinginan itu mudah. Anda memiliki konveksi. Udara bergerak. Kipas berputar. Air mendidih. Proses-proses ini bergantung pada medium—gas atau cairan—untuk memindahkan panas dari sumbernya. Di ruang hampa, tidak ada udara. Tidak ada konveksi. Tidak ada angin.
Jadi pesawat ruang angkasa bergantung sepenuhnya pada radiasi termal. Secara khusus, radiasi infra merah. Setiap benda memancarkan energi panas sebagai gelombang elektromagnetik. Semakin panas suatu benda, semakin banyak pula radiasi yang dipancarkannya. Di luar angkasa, ini adalah satu-satunya cara untuk membuang panas.
Perbedaan mendasar ini mengubah rekayasa.
Pertimbangkan stasiun Skylab. Ia perlu bertahan dari radiasi matahari yang intens pada ketinggian orbitnya. Para insinyur melapisi sebagiannya dengan emas. Emas sangat baik dalam memantulkan radiasi infra merah. Itu membuat panas matahari tidak masuk. Namun negara ini juga perlu menghilangkan panas yang dihasilkan oleh perangkat elektronik, sel bahan bakar, dan mesin roketnya sendiri. Untuk itu digunakan radiator berukuran besar.
Radiator ini harus berukuran besar. Mengapa? Karena tanpa konveksi yang membantu mereka, mereka harus bekerja lebih keras untuk melepaskan jumlah energi yang sama. Radiator di Bumi mungkin menggunakan kipas untuk mendorong udara melewati sirip panas. Di luar angkasa, Anda hanya memiliki pelat logam yang berada di ruang kosong. Anda memerlukan luas permukaan untuk mengimbangi kurangnya bantuan konvektif.
Senjata Rahasia Pesawat Ulang-alik
Pesawat Luar Angkasa membawa tantangan ini ke orbit rendah Bumi. Desainnya mencakup sistem pendingin pasif cerdas yang terpasang di pintu ruang kargo.
Pintu-pintu ini dilapisi dengan radiator. Begitu pesawat ulang-alik mencapai orbit, kru harus membuka pintu tersebut. Ini bukan hanya untuk penampilan. Ini adalah langkah pertama dalam proses manajemen termal. Dengan memaparkan radiator ke ruang yang dingin, pesawat ulang-alik dapat membuang panas berlebih yang dihasilkan selama pendakian dan saat merapat.
Jika Anda melihat pesawat ulang-alik di orbit, Anda sedang melihat sebuah sistem yang harus menolak panas hanya melalui gelombang elektromagnetik. Tidak ada udara. Tidak ada aliran cairan. Hanya radiasi.
Mengapa Astronot Masih Kedinginan
Tampaknya berlawanan dengan intuisi. Jika ruang angkasa adalah isolator yang sempurna, mengapa astronot khawatir akan cuaca beku? Atau lebih tepatnya, mengapa mereka khawatir bagian tubuh tertentu menjadi terlalu dingin sementara bagian tubuh lainnya tetap hangat?
Masalah “jari dingin” adalah masalah nyata selama perjalanan luar angkasa. Setelan itu sendiri dirancang untuk menjaga suhu internal tetap stabil. Namun panas masih mengalir melalui konduksi di dalam bahan pakaian tersebut. Jika suatu alat menjadi panas, atau jika bagian tertentu dari pakaian tersebut kehilangan panas lebih cepat dibandingkan bagian lainnya, astronot dapat mengalami pendinginan lokal.
Ruang hampa mengisolasi seluruh tubuh dari lingkungan luar. Ini menghentikan panas agar tidak keluar keluar ke luar angkasa. Namun hal ini tidak menghentikan panas untuk berpindah kesekitar di dalam pakaian atau di antara komponen yang terhubung. Inilah sebabnya mengapa sistem kontrol termal dalam pakaian sangat rumit. Mereka harus mengelola internal
