El uso de dispositivos de monitoreo de temperatura y métodos de enfriamiento, como el flujo de aire forzado, es una forma de control térmico. Varios módulos y estaciones lanzados por la NASA están equipados con controles térmicos de última generación, pero ¿alguna vez te has preguntado 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 a menos 250 grados Fahrenheit a la sombra.
¿Cuál es la importancia de contar con controles térmicos necesarios en la Estación Espacial Internacional?
Los sistemas de control térmico de la Estación Espacial Internacional’ (EEI) equilibran el frío profundo del espacio y el calor abrasador del Sol en un extraño nuevo mundo donde el aire caliente no sube y el calor no conduce.
Sin controles térmicos, la temperatura del lado de la Estación Espacial en órbita que está expuesto al Sol alcanzaría 250 grados Fahrenheit o 121 grados Celsius. En comparación, los termómetros en el lado oscuro caerían a menos 250 grados Fahrenheit o -157 grados Celsius.
Afortunadamente para la tripulación y todo el hardware de la Estación’, la EEI fue diseñada y construida con equilibrio térmico. Está equipada con un sistema de control térmico que mantiene a los astronautas frescos y cómodos en su hogar orbital. (Fuente: NASA)
¿Qué es el aislamiento multicapa (MLI)?
El aislamiento es la primera consideración de diseño para el control térmico, ya que retiene el calor para mantener el calor y lo expulsa para enfriar. El calor ambiental se transfiere en el aire de la Tierra principalmente mediante conducción o las colisiones entre moléculas de aire individuales. Mientras que la convección es la circulación o movimiento masivo del aire.
Esta es la razón por la que puedes aislar tu casa básicamente usando el aire atrapado dentro de tu aislamiento. El aire es un pobre conductor de calor, y las fibras del aislamiento doméstico que retienen el aire también minimizan la convección. En el espacio no hay aire para conducción ni convección.
Andrew Hong, Ingeniero y Especialista en Control Térmico en el Johnson Space Center de la NASA’
El entorno 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 al ojo desnudo.
Como resultado, el aislamiento de la Estación Espacial Internacional no se asemeja a la alfombra esponjosa de fibras rosadas que se encuentra en la mayoría de los hogares en la Tierra. En su lugar, el aislamiento de la Estación’ es una manta altamente reflectante hecha de Mylar y dacrón llamada Aislamiento Multicapa (o MLI).
El Mylar está aluminizado para que la radiación térmica solar no pueda atravesarlo. Capas de tela de dacrón mantienen separadas las láminas de Mylar, lo que impide que el calor se conduzca entre las capas. Esto asegura que la radiación sea el método de transferencia de calor más dominante a través de la manta. Las ventanas son una gran fuga de calor, pero los astronautas las necesitan por ergonomía y también para sus investigaciones. Es algo a lo que debemos adaptarnos en el diseño.
Andrew Hong, Ingeniero y Especialista en Control Térmico en el Johnson Space Center de la NASA
Excepto por sus ventanas, la mayor parte de la EEI está protegida de la radiación por el MLI. El aislamiento MLI cumple una doble función: mantiene fuera la radiación solar y también evita que el frío extremo del espacio penetre la piel metálica de la Estación.
Funciona tan bien que la EEI presenta a los ingenieros un nuevo desafío térmico: lidiar con temperaturas internas que aumentan constantemente dentro de este laboratorio orbital superaislado repleto de diversos instrumentos que generan calor.
La energía solar se utiliza para alimentar la aviónica, la electrónica y otros sistemas de la EEI. Todos generan calor, y se debe 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. (Source: NASA)
