Естественные науки

Какая температура космического корабля в космосе который, к примеру, будет находиться между Марсом и Землёй?

Мне кажеться очень низкая!! ! Интересно насколько низкая, ведь металл может растрескаться при очень низкой температуре, Да + ещё резкий перепад температур, при прохождении через атмосферу.... Что же это за вещество такое которое выдерживает колоссальные перепады температур?
Абсолютно по фигу, из чего сделан корабль. Степень его черноты или зеркальности влияет лишь на постоянную времени при изменении температуры, но не на установившееся значение. Потому что и чёрный булыжник, и полированный слиток алюминия так или иначе должны прийти в термодинамическое равновесие с окружающей средой. А окружающая среда - это солнечное излучение.
Поэтому температуру корабля на заданном расстоянии от Солнца можно рассчитать на основе закона Стефана-Больцмана (излучаемая телом энергия пропорциональна четвёртой степени абсолютной температуры) . На расстоянии от Солнца в 1 а. е. (это примерно где мы) эта температуры что-то около 120 град. С, или 390 К. Плотность энергии Солнца падает как квадрат расстояния. То есть на орбите Марса (1,52 а. е. ) эта плотность в 2,3 раза меньше. Значит, во столько же раз должна уменьшиться и излучаемая кораблём энергия. Значит, равновесная температура корабля должна измениться в корень четвёртой степени из 2,3, или в 1,23 раза. То есть с 390 К упадёт до 317 К.
Однако в этом рассуждении молчаливо предполагалось, что корабль повёрнут к Солнцу всегда одной и той же стороной (и до 317 К будет нагрета именно эта сторона) , что, очевидно, не так. Если считать, что он равномерно вращается, то В СРЕДНЕМ за период вращения каждый участок поверхности получит только половину энергии (тут есть ещё тонкости, связанные с формой, но они не влияют на конечный вывод) . Значит, чтобы СРЕДНЯЯ мощность излучения корабля упала вдвое, его средняя температура на орбите Марса будет ещё в корень четвёртой степени из 2 меньше этих 317, или, в итоге, 266 К (что, прямо скажем, не жарко) . Ну и по дороге она будет постепенно изменяться от 390 до 266.

ОТМАЗКА. Естественный вопрос - а как же предполагаемые космонавты не изжарятся внутри корабля при его равновесной температуре в +120 С. Ну дык, во-первых, ровно то же самое - только половину мощности надо учитывать, из-за чего равновесная температура ВРАЩАЮЩЕГОСЯ корабля будет всего 327 К (+54, что тоже не сильно комфортно) . Во-вторых, запросто в качестве метода пассивной терморегуляции можно предложить конструкцию корабля с неравномерными оптическими свойствами. Ведь плотность издучаемой энергии зависит таки от степени черноты поверхности. Поэтому ВНУТРИ корабля, зеркально отполированного с одной стороны и чёрного с другой, можно чисто ориентацией - подставив солнышку один или другой бок - установить ЛЮБУЮ температуру от жаркой финской сауны (ну или близко к этому) до космического холода.

ОТМАЗКА 2. Это всё справедливо для ПАССИВНОГО корабля (куска железа) . Если в нём есть собственные источники энергии, независимые от солнечного света (ядерный реактор) или хотя бы не связанные термически с самим кораблём (выносные солнечные панели) , то энергетический баланс несоклько сдвинется - кораблб должен будет излучать больше энергии, чем поступает от Солнца. Поэтому при прочих равных его температура слегонца повысится. Желающие могут поупражняться в арифметике.

P.S. Жаль комментариев нельзя вствлять - Бобр в своих вычислениях как раз не учёл, что излучает ВСЯ поверхность цилиндра, а принимает солнечное излучение только половина.. . ОТсюда и неверный результат в 500 К.
Василина Иванова
Василина Иванова
81 170
Лучший ответ
Смотря из чего он сделан, правда главное - какого цвета.
Eсли корабль не зеркальный, то не замёрзнет, а, скорее, перегреется: Солнышко припекает нехило, мощность его излучения на орбите Земли - почти 1.5 киловатта на квадратный метр, а вед; у корабля, небось, ещё моторчик какой стоит, который тоже греет.. .
В общем, если двигатель выключен и внутри корабля вообще ничего не работает. Чисста прикидка.

Излучение тела, площадь поверхности которого S, имеющего температуру Т, в идеальном случае:
S*c*T^4 [Ватт]
(см. закон Стефана-Больцмана, с - постоянная всё того же СтефанаБольцмана)
В это же время, тело получит от Солнышка
q*St [Ватт]
(где q - солнечная постоянная, на орбите Земли - ~1400 Ватт/кв. м, а St - та часть площади тела, которая обращена к Солнцу) .
Если наш корабль имеет форму цилиндра радиусом 2 метра и длинной 10 метров, то, приравняв излучаемую им энергию к поглощаемой, находим температру. Получается порядка 500 Кельвинов, т. е. около 200 по Цельсию.

Не баись, не замёрзнет кораблик :)))))

П. С. Разумеется, корабль можно покрасить в белый цвет или даже сделать зеркальным. Излучать он станет меньше, но и поглощение солнечного света понизится. Но, всё равно, беспокоиться нужно не о том, чтобы не замёрзнуть, а как бы не свариться ;-)
это ( температура ) будет зависеть исключительно от степени черноты тела.
если Земля, кот. получает тепло только от Солнца путём излучения, нагрета в среднем ( боюсь немного ошибиться ) до +5 на пов-ти. , то очевидно что абсолютно чёрное тело будет нагрето заметно сильнее!
когда говорят что в космосе типа -270, или -273 надо понимать что это очень абстрактное приближение. следовало бы уточнить температура чего.
температура - это макроскопическая характеристика вещества, вообще то.
если темп. солнечного ветра, то точно гораздо больше 1000, даже на расстоянии удаления Земли.
Думаю -250градусов
Так вопрос про вещество, или про температуру? Вещество это керамика, а температура различна зависит от положения корабля относительно источников теплового излучения ( солнца в данном случае ), также думаю, что чтобы выдержать подобные нагрузки используют сверх прочные и износостойкие сплавы.
В среднем комнатная :)) Освещенная часть обшивки будет нагрета до +150 С, затемненная до минус 150 охлаждена. А вот в "салоне" будет создана температура комфортная для человека, так что в общем комнатная:)))
(взято из https://www.syl.ru/article/159962/new_temperatura-v-kosmose-po-tselsiyu-kakaya-temperatura-v-otkryitom-kosmose )
А какова температура вблизи нашей планеты? Стоит ли космонавтам, отправляющимся на МКС, запасаться теплыми вещами? На околоземной орбите металл под прямыми лучами солнца прогревается до 160 градусов Цельсия. В то же время в тени предметы будут остывать до минус 100 °C. Поэтому для выхода в открытый космос используются скафандры с надежной теплоизоляцией, нагревателями и системой охлаждения, защищающие человека от столь серьезного перепада температур.
Не менее экстремальные условия на поверхности Луны. На ее освещенной стороне жарче, чем в Сахаре. Температура там может превысить 120 °C. Но на темной стороне она падает приблизительно до минус 170 °С. Во время высадки на Луну американцы использовали скафандры, в которых было 17 слоев защитных материалов. Терморегуляция обеспечивалась специальной системой трубочек, в которых циркулировала вода. [как считается https://naked-science.ru/article/nakedscience/amerikancy-na-lune-stoit-li]

Похожие вопросы