Стакан води кімнатної температури у вакуумі: понад 90% води закипає і випаруються, що залишилися менше 10% води застигають в лід
У класичній космоопера все в вакуумі миттєво замерзає - ніби рідким азотом полили, хоча насправді теплопровідність у вакууму геть відсутня. Вакуум - це, нагадаємо, той самий простір, яке знаходиться між стінками у термоса і завдяки якому він володіє такими корисними теплоізоляційними властивостями. Іншими словами, вакуум - ідеальний утеплювач # 91; 1 # 93 ;. і тіло, що знаходиться в вакуумі, може отримувати і втрачати тепло тільки за допомогою випромінювання.
Тому астрономи не говорять про температуру в космосі - вони говорять про температуру абсолютно чорного тіла (blackbody temperature) на певному віддаленні від зірки. Це така температура, при якому поглинання сонячних (зоряних) променів і власне теплове випромінювання тіла врівноважують один одного і тіло приймає якусь постійну температуру. Як зрозуміло з назви, тіло береться т. Н. абсолютно чорне - то є, що поглинає всі падаючі на нього промені. Температура реального тіла на тій же орбіті завжди буде нижче, тим нижче, чим вище його альбедо (відбивна здатність). Якщо тільки тіло не обладнано якийсь шубою, пропускає сонячне випромінювання всередину і не випускає теплове випромінювання назовні (наприклад, атмосферою з парниковими газами; в цьому випадку вона буде вище ТАЧТ).
ТАЧТ на орбіті Землі - 255 коливань, тобто саме таку температуру (-18 градусів) прийме невелике, інертне, мертве тіло, що обертається навколо Землі. Так, це досить холодно - але тіло аж надто «сферичне у вакуумі». Якщо тіло велике, його температура буде нерівномірною: сонячна сторона загостриться, а темна охолоне. Якщо тіло дуже велике, то на екваторі температура його поверхні буде сильно вище ТАЧТ, а на полюсах нижче. Якщо в тілі знаходиться всяка машинерія, двигуни і люди, то все це нагріває його зсередини, а відвести тепло іншим способом, окрім радіаторів, не можна: на космічному кораблі може бути обалдеть як жарко, якщо він неграмотно влаштований. Близько до зірки ТАЧТ може бути досить високою, і будь-які предмети зажарюють на сонечку до хрусткої скоринки.
А ось на темних околицях системи дійсно холодно, в деякому сенсі. В астрономії виділяється поняття «лінія снігу», або «лінія льоду» - це сфера навколо зірки, ТАЧТ на якій складає приблизно 140 кельвінів (-133 градуси). За цієї уявної сферою температура будь-якого інертного, мертвого тіла не може піднятися вище точки сублімації льоду в вакуумі, тому лід за нею ніколи не випаровується і веде себе, як гірська порода. На ній і за неї кам'яні планети і місяця змінюються газовими і крижаними. У Сонячній системі лінія снігу розташована між поясом астероїдів і орбітою Юпітера. Тіла за лінією снігу, однак, можуть бути теплими або гарячими, якщо їх підігріває щось інше, крім сонячного випромінювання: наприклад, гравітаційна деформація, залишковий жар від формування, розпад радіоактивних елементів в ядрі. Наприклад, в тій же Сонячній системі супутники Юпітера Іо і Європа і супутник Сатурна Енцелад підігріваються приливної деформацією, і на них (а точніше, під їх поверхнею) тепло або гаряче.
Проте, забобон про «космічному холоді» вельми живучий.
Зміни температури з ростом висоти (атмосфера Землі)
Не плутати [ред]
Існування космічного холоду можна ефектно продемонструвати, хоча на ділі це демонстрація дещо іншого явища. Якщо у відкритому космосі випустити на свободу деяка кількість води то вона миттєво скипить і так само миттєво бризки перетворяться в лід, причому більша частина води відразу саме замерзне, а не випарується. Так, буде яскраво, але лише показує поведінку рідини при нульовому тиску, а за таких умов вона взагалі має мало можливостей існувати. Ось далі, якщо зірка близько, то весь лід випарується, причому минаючи рідкий стан, або ж так і залишиться льодом якщо зірка далеко.
Де зустрічається [ред]
Де не зустрічається [ред]
- «Імператори ілюзій» С. В. Лук'яненко. Головний герой, одягнений не в скафандр, а в бойовій, хоч і герметичний екзоскелет. страждає у відкритому космосі від перегріву: екзоскелет не обладнаний радіаторами, і тепло від тіла людини і працюючих механізмів просто нікуди скидати.
- «Маю скафандр - готовий подорожувати» Роберта Хайнлана містить роз'яснення цієї помилки з тим же самим термосом в якості ілюстрації.
- «Avatar» - зверніть увагу, що міжзоряний корабель забезпечений величезними, розпеченими до червоного радіаторами.
Примітки [ред]
- ↑ Альзо, саме тому вакуум не годиться на роль холодної частини теплової машини, і накопичується всередині корабля засмічена тепло не може бути примушений робити щось корисне: його можна тільки випроменити в простір. C іншого боку, на роль такої холодної частини цілком годиться затінене радіатор, який як раз випромінює; без випромінювання нікуди.