El uso de dispositivos de monitoreo de temperatura y métodos de enfriamiento, como el flujo de aire forzado, es una forma de control térmico. Varias cápsulas y estaciones lanzadas por la NASA están equipadas con controles térmicos de última generación, pero ¿alguna vez se preguntó por qué son esenciales para la Estación Espacial Internacional?
Sin controles térmicos, la temperatura de la estación espacial internacional se elevaría a 250 grados Fahrenheit bajo el sol y caería en picado a menos 250 grados Fahrenheit a la sombra.
¿Cuál es la importancia de tener controles térmicos necesarios en la Estación Espacial Internacional?
Los sistemas de control térmico de la Estación Espacial Internacional (ISS) equilibran el congelamiento profundo del espacio y el calor abrasador del Sol en un mundo nuevo y extraño donde el aire caliente no asciende y el calor no conduce.
Sin controles térmicos, la temperatura del lado que mira hacia el Sol de la Estación Espacial en órbita alcanzaría los 250 grados Fahrenheit o 121 grados Celsius. En comparación, los termómetros del lado oscuro caerían en picado a menos 250 grados Fahrenheit o -157 grados Celsius.
Afortunadamente para la tripulación y todo el hardware de la Estación, la ISS fue diseñada y construida con equilibrio térmico. Está equipado con un sistema de control térmico que mantiene a los astronautas frescos y cómodos en su hogar en órbita. (Fuente: NASA)
¿Qué es el Aislamiento Multicapa (MLI)?
El aislamiento es la primera consideración de diseño para el control térmico, ya que mantiene el calor adentro para calentar y afuera para enfriar. El calor ambiental se transfiere en el aire de la Tierra principalmente a través de la conducción o las colisiones entre moléculas de aire individuales. Mientras que la convección es la circulación o el movimiento masivo del aire.
Es por eso que puede aislar su casa básicamente utilizando el aire atrapado dentro de su aislamiento. El aire es un mal conductor del calor y las fibras del aislamiento del hogar que retienen el aire minimizan la convección. En el espacio no hay aire por conducción o convección.
Andrew Hong, ingeniero y especialista en control térmico del Centro Espacial Johnson de la NASA
El medio ambiente en el espacio está dominado por la radiación. Los objetos se calientan al absorber la luz solar y se enfrían al emitir energía infrarroja, invisible a simple vista.
Como resultado, el aislamiento de la Estación Espacial Internacional no se parece a la alfombra esponjosa de fibras rosadas que se encuentra en la mayoría de los hogares de la Tierra. En cambio, el aislamiento de la estación es una manta altamente reflectante hecha de Mylar y dacrón llamada aislamiento de múltiples capas (o MLI).
El Mylar está aluminizado para que la radiación solar térmica no pueda atravesarlo. Las capas de tela de dacrón mantienen separadas las láminas de Mylar, lo que evita que el calor se conduzca entre las capas. Esto asegura que la radiación será el método de transferencia de calor más dominante a través de la manta. Las ventanas son una tremenda fuga de calor, pero los astronautas las necesitan por ergonomía y también para su investigación. Es algo que tenemos que diseñar alrededor.
Andrew Hong, ingeniero y especialista en control térmico del Centro Espacial Johnson de la NASA
A excepción de sus ventanas, la mayor parte de la ISS está protegida de la radiación por el MLI. El aislamiento MLI tiene un doble propósito: mantiene fuera la radiación solar y al mismo tiempo evita que el duro frío del espacio penetre en la piel metálica de la estación.
Funciona tan bien que la ISS presenta a los ingenieros un nuevo desafío térmico: lidiar con temperaturas internas en constante aumento dentro de este laboratorio en órbita superaislado repleto de diversos instrumentos que producen calor.
La energía solar se utiliza para alimentar la aviónica, la electrónica y otros sistemas de la ISS. Todos generan calor, y hay que hacer algo para eliminar el exceso. Los intercambiadores de calor son la solución más básica. El Sistema de control térmico activo, o ATCS para abreviar, fue diseñado para eliminar el calor de la nave espacial. (Fuente: NASA)