Jika ruang hampa adalah isolator utama, hal ini menciptakan paradoks bagi para insinyur. Anda akan berasumsi bahwa menjaga panas masuk adalah satu-satunya tantangan. Namun di luar angkasa, masalah sebenarnya adalah keluarnya panas.
Pesawat ruang angkasa menghasilkan energi panas dalam jumlah besar. Elektronik, sel bahan bakar, mesin roket, dan radiasi matahari langsung semuanya memompa panas ke dalam sistem. Jika energi tersebut tidak dapat disalurkan ke mana pun, pesawat tersebut akan memasak dirinya sendiri dari dalam. Ruang hampa di luar angkasa bertindak seperti termos terbesar di dunia, memerangkap kehangatan tersebut. Jadi bagaimana sebuah mesin bisa bertahan tanpa mendidih?
Radiator Gantikan Konveksi
Jawabannya terletak pada penolakan panas melalui radiasi infra merah. Di Bumi, kita mengandalkan konveksi. Udara bergerak di atas permukaan yang panas, membawa panas. Kami membantu proses ini dengan penggemar. Di luar angkasa, tidak ada udara. Konveksi adalah nol.
Insinyur harus merancang sistem yang bekerja dalam keheningan dan keheningan. Skylab, misalnya, menggunakan lapisan emas untuk memantulkan radiasi infra merah matahari yang masuk. Ia juga dilengkapi radiator besar untuk membuang panas internal. Luas permukaan yang dibutuhkan sangat besar karena radiasi merupakan proses yang lambat dibandingkan dengan pendinginan konvektif.
Pesawat Luar Angkasa mengambil pendekatan yang berbeda namun sama cerdasnya. Pintu ruang kru di dalam ruang kargo dilapisi dengan radiator. Setelah berada di orbit, membuka pintu tersebut adalah salah satu tugas pertama. Ini memaparkan permukaan radiasi ke ruang hampa dingin, memungkinkan panas keluar ke ruang angkasa.
Masalah Jari Dingin
Anda mungkin berpikir bahwa mengambang di ruang hampa akan membuat astronot tetap hangat. Tidak. Selama berjalan di luar angkasa, jari-jari membeku. Hal ini dikenal sebagai masalah “jari dingin”. Ruang hampa mengisolasi tubuh, namun kehilangan panas konduktif melalui bahan pakaian bisa sangat parah di area tertentu. Ini adalah interaksi kompleks antara desain pakaian, sifat material, dan kurangnya udara sekitar.
Petunjuk Praktis untuk DIY di Rumah
Ini bukan hanya hal-hal sepele tentang luar angkasa. Ini berlaku untuk rumah Anda. Isolasi bekerja seperti termos. Ini memperlambat perpindahan panas. Tapi itu tidak menghentikannya. Jika Anda membangun loteng atau tembok, Anda mengatur aliran itu.
- Material penting: Sama seperti Skylab yang menggunakan lapisan emas, penghalang reflektif di loteng mengurangi perolehan panas radiasi.
- Aliran udara adalah kuncinya: Karena ruang tidak memiliki konveksi, rumah Anda membutuhkannya. Ventilasi, kipas, dan penyegelan yang tepat menciptakan pergerakan udara yang menjaga sistem HVAC Anda tetap efisien.
- Periksa nilai R Anda: Efektivitas isolasi diukur dalam nilai R. Bal jerami, fiberglass, dan busa semprot semuanya memiliki resistivitas berbeda. Ukur apa yang Anda miliki.
Insinyur pesawat ruang angkasa mengatasi penolakan panas dengan radiator besar dan mahal. Anda mengatasinya dengan ventilasi, isolasi, dan mungkin kipas angin. Fisikanya sama. Panas harus berpindah. Jika tetap di tempatnya, berarti panas.
Untuk informasi lebih lanjut tentang manajemen termal, lihat cara kerja lemari es dan sistem pendingin mobil. Mereka semua melakukan pertempuran yang sama: memindahkan energi dari tempat yang tidak Anda inginkan ke tempat yang dapat Anda buang.
