为什么太阳那么热,太空却那么冷?

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为什么太阳太热,空间太冷?非常好的问题。与地球上温和的栖息地不同,我们的太阳系充满极端温度。太阳是一种气体和火,核心温度约为2700万华氏度,表面温度为10,000华氏度。同时,宇宙背景温度为。当你远离地球的温暖气氛时,空间温度是,它是零下455华氏度。怎么会这样?

热量以辐射的形式在宇宙中传播,辐射是一种从较热物体移动到较冷物体的红外能量波。辐射波激发与它们接触的分子,使它们升温。这就是热量从太阳传播到地球的方式,但问题是辐射只会加热直接通过的分子和物质。其他一切都很冷。以水星为例:根据美国国家航空航天局(NASA)的说法,水星夜间的温度可能比白天辐射温度低1000华氏度。

相比之下,即使在阴凉处,即使在某些季节,在黑暗中,地球上的空气也会保持温暖。这是因为热量在我们美丽的蓝色星球上穿过我们的三种方式,而不仅仅是传导,对流和辐射。当太阳辐射撞击我们大气中的分子并加热它们时,它们会将多余的能量转移到周围的分子上。然后这些分子击中并加热他们自己的邻居。这种分子间传热称为传导,这是一种加热太阳能路径外区域的连锁反应。

然而,空间是一个真空,这意味着它基本上是空的。太空中的气体分子太少,它们相距太远而无法相互碰撞。因此,即使太阳用红外波加热它们,也不可能通过传导来传递热量。类似地,对流是在重力存在下发生的一种传热形式。对于在地球上散热很重要,但对于零重力空间则不重要。

这些是NASA DART项目的热工程师Elizabeth Abel在准备用于长期航天导航的飞机和设备时正在考虑的问题。她说当她在Parker太阳探测器上工作时尤其如此。

帕克太阳探测器是美国宇航局对太阳的研究任务的一部分。它通过恒星大气层的最外层(日)收集数据。 2019年4月,探测距离最近的太空船距离火海不到1500万英里。这可以通过探头一侧的隔热罩实现。

Abel说:“绝缘的作用是确保太阳辐射不接触航天器上的任何东西。她说:”所以,虽然绝缘体经历了我们主星的极端高温(大约250华氏度),但是宇宙飞船本身更冷,大约238华氏度。

作为“飞镖”的主要热工程师,一个小型航天器设计为与小行星碰撞并将其推离轨道,亚伯正采取实际措施来管理外层空间的温度。冰洞和太阳沸腾之间的极端温度变化带来了独特的挑战。航天器的某些部件需要保持足够冷却以避免短路,而其他部件需要加热元件以保持足够的温度以起作用。

准备数百度的温度变化可能听起来很疯狂,但在太空中就是这种情况。地球:真是奇怪。在极度寒冷和炎热的环境中,我们的氛围仍然令人惊讶地温和。至少现在。