Зачем космические зонды оборачивают золотой фольгой?

Рубрика «Неглупые вопросы»

Многие считают, что золотая фольга нужна для того, чтобы блокировать электромагнитное излучение и защитить электронику внутри космической станции. На самом деле это защита от жара и холода. Одновременно.

Нам на Земле уютно и тепло благодаря атмосфере, которая удерживает тепло Солнца в адекватном количестве. Где-то нам тепло, где-то холодно, но в среднем терпимо. Космос — далеко не настолько приятное место.

Температура вакуума чуть выше абсолютного нуля, примерно 2.7 Кельвина, но никогда не опускается до абсолютного. Можно сказать, что у вакуума вообще нет температуры. Тепло в космосе переносится излучением. 

Солнце во все стороны рассылает свои радиомагнитные лучи. И лишь когда эта энергия в форме фотонов поглощается объектом, он нагревается. При этом сам объект тоже излучает фотоны. Если объект отдает больше, чем получает, он охлаждается.

Возвращаемся к космическому аппарату. Если он находится в открытом космосе или на поверхности космического тела, на котором нет атмосферы, на него воздействует холод вакуума и падают лучи Солнца (если он не в тени).

На Меркурии, у которого нет атмосферы, перепад температур между освещенным место и тенью около 650 градусов Цельсия (с +450 до -200 градусов в тени*). На Земле нас защищает атмосфера, но стоит подняться на 500 километров над поверхностью и перепад составит около 350 градусов Цельсия (с +250 до -100 градусов).

И при таком перепаде температур аппараты должны функционировать! Над разработкой подходящих защитных покрытий (которые к тому же должны быть максимально прочными и легкими) ученые трудятся с начала активного изучения космоса.

Золотая фольга” состоит их нескольких слоев алюминиевых листов, разделенных специальным термически непрозрачным пластиком. Она одновременно защищает электронику аппарата от холода вакуума и испепеляющего излучения Солнца. 

В зависимости от задач и места работы аппарата защита может кардинально отличаться. Для космического зонда Паркер, который сейчас тусит на рекордно близком расстоянии от Солнца, пришлось придумывать уникальную защиту. Она состоит из двух слоев перегретого углерод-углеродного композиционного материала, между которыми лежит 11.5-сантиметровый слой углеродного пенопласта. Снаружи этот зонтик покрыт белой керамической краской. А самое удивительное, всё, что он заслоняет, не нагревается выше отметки в 30 C°. (Подробнее в статье Объясняем, как именно солнечный зонд Паркер дотронется до Солнца и не расплавится).

*Цифры по температурам даны грубые. На самом деле на Меркурии от +427 до -173 градусов Цельсия.

Другие статьи рубрики:
~ Когда я смотрю на звезды, насколько далеко в прошлое я вижу?
~ Где заканчивается периодическая таблица?

Предлагайте свои вопросы в комментариях.

PS Вы же подписались на наш Телеграм канал и Youtube? Обязательно подпишитесь!