L'utilisation de dispositifs de surveillance de la température et de méthodes de refroidissement, telles que le flux d'air forcé, est une forme de contrôle thermique. Plusieurs modules et stations lancés par la NASA sont équipés de contrôles thermiques à la pointe de la technologie, mais vous êtes-vous déjà demandé pourquoi ceux-ci sont essentiels pour la Station spatiale internationale ?
Sans contrôle thermique, la température de la station spatiale internationale monterait à 250 degrés Fahrenheit au soleil et chuterait à moins 250 degrés Fahrenheit à l'ombre.
Quelle est l'importance d'avoir des contrôles thermiques sur la Station spatiale internationale ?
Les systèmes de contrôle thermique de la Station spatiale internationale (ISS) équilibrent le gel profond de l'espace et la chaleur ardente du Soleil dans un nouveau monde étrange où l'air chaud ne monte pas et où la chaleur ne conduit pas.
Sans contrôle thermique, la température du côté orienté vers le Soleil de la Station spatiale en orbite atteindrait 250 degrés Fahrenheit ou 121 degrés Celsius. En comparaison, les thermomètres du côté obscur chuteraient à moins 250 degrés Fahrenheit ou -157 degrés Celsius.
Heureusement pour l'équipage et tout le matériel de la Station, l'ISS a été conçue et construite avec un équilibre thermique. Il est équipé d'un système de contrôle thermique qui maintient les astronautes au frais et à l'aise dans leur maison en orbite. (La source: NASA)
Qu'est-ce que l'isolation multicouche (MLI) ?
L'isolation est la première considération de conception pour le contrôle thermique, car elle garde la chaleur à l'intérieur pour la chaleur et à l'extérieur pour le refroidissement. La chaleur environnementale est transférée dans l'air sur Terre principalement par conduction ou collisions entre les molécules d'air individuelles. Alors que la convection est la circulation ou le mouvement en vrac de l'air.
C'est pourquoi vous pouvez isoler votre maison essentiellement en utilisant l'air emprisonné à l'intérieur de votre isolation. L'air est un mauvais conducteur de chaleur, et les fibres d'isolation de la maison qui retiennent l'air minimisent encore la convection. Dans l'espace, il n'y a pas d'air pour la conduction ou la convection.
Andrew Hong, ingénieur et spécialiste du contrôle thermique au Johnson Space Center de la NASA
L'environnement dans l'espace est dominé par le rayonnement. Les objets se réchauffent en absorbant la lumière du soleil et se refroidissent en émettant de l'énergie infrarouge, invisible à l'œil nu.
En conséquence, l'isolation de la Station spatiale internationale ne ressemble pas au tapis moelleux de fibres roses que l'on trouve dans la plupart des maisons sur Terre. Au lieu de cela, l'isolation de la station est une couverture hautement réfléchissante faite de Mylar et de dacron appelée isolation multicouche (ou MLI).
Le Mylar est aluminisé afin que le rayonnement thermique solaire ne puisse pas le traverser. Des couches de tissu en dacron maintiennent les feuilles de Mylar séparées, ce qui empêche la chaleur d'être conduite entre les couches. Cela garantit que le rayonnement sera la méthode de transfert de chaleur la plus dominante à travers la couverture. Les fenêtres sont une énorme fuite de chaleur, mais les astronautes en ont besoin pour l'ergonomie et aussi pour leurs recherches. C'est quelque chose que nous devons concevoir autour.
Andrew Hong, ingénieur et spécialiste du contrôle thermique au Johnson Space Center de la NASA
À l'exception de ses fenêtres, la majeure partie de l'ISS est protégée des radiations par le MLI. L'isolation MLI a un double objectif : elle empêche le rayonnement solaire d'entrer tout en empêchant le froid rigoureux de l'espace de pénétrer dans la peau métallique de la station.
Il fonctionne si bien que l'ISS présente aux ingénieurs un nouveau défi thermique : faire face à des températures internes qui augmentent constamment à l'intérieur de ce laboratoire orbital super isolé rempli de divers instruments produisant de la chaleur.
L'énergie solaire est utilisée pour alimenter l'avionique, l'électronique et d'autres systèmes de l'ISS. Ils génèrent tous de la chaleur et il faut faire quelque chose pour éliminer l'excédent. Les échangeurs de chaleur sont la solution la plus basique. Le système de contrôle thermique actif, ou ATCS en abrégé, a été conçu pour évacuer la chaleur du vaisseau spatial. (La source: NASA)