O uso de dispositivos de monitoramento de temperatura e métodos de resfriamento, como fluxo de ar forçado, é uma forma de controle térmico. Várias cápsulas e estações lançadas pela NASA estão equipadas com controles térmicos de última geração, mas você já se perguntou por que eles são essenciais para a Estação Espacial Internacional?
Sem controles térmicos, a temperatura da estação espacial internacional subiria para 250 graus Fahrenheit ao sol e cairia para 250 graus Fahrenheit negativos na sombra.
Qual é a importância de ter controles térmicos na Estação Espacial Internacional necessários?
Os sistemas de controle térmico da Estação Espacial Internacional (ISS) equilibram o congelamento profundo do espaço e o calor escaldante do Sol em um estranho mundo novo onde o ar quente não sobe e o calor não conduz.
Sem controles térmicos, a temperatura do lado voltado para o Sol da Estação Espacial em órbita atingiria 250 graus Fahrenheit ou 121 graus Celsius. Em comparação, os termômetros do lado escuro cairiam para menos 250 graus Fahrenheit ou -157 graus Celsius.
Felizmente para a tripulação e todo o hardware da Estação, a ISS foi projetada e construída com equilíbrio térmico. É equipado com um sistema de controle térmico que mantém os astronautas frescos e confortáveis em sua casa em órbita. (Fonte: NASA)
O que é o isolamento multicamada (MLI)?
O isolamento é a primeira consideração de projeto para controle térmico, pois mantém o calor dentro para aquecer e fora para resfriamento. O calor ambiental é transferido no ar da Terra principalmente por meio de condução ou colisões entre moléculas de ar individuais. Considerando que a convecção é a circulação ou movimento em massa do ar.
É por isso que você pode isolar sua casa basicamente usando o ar preso dentro do seu isolamento. O ar é um mau condutor de calor, e as fibras de isolamento doméstico que retêm o ar ainda minimizam a convecção. No espaço não há ar para condução ou convecção.
Andrew Hong, Engenheiro e Especialista em Controle Térmico do Centro Espacial Johnson da NASA
O ambiente no espaço é dominado pela radiação. Os objetos aquecem pela absorção da luz solar e esfriam pela emissão de energia infravermelha, invisível a olho nu.
Como resultado, o isolamento da Estação Espacial Internacional não se assemelha ao tapete macio de fibras cor-de-rosa encontrado na maioria das casas na Terra. Em vez disso, o isolamento da estação é um cobertor altamente reflexivo feito de Mylar e dacron chamado Multi-Layer Insulation (ou MLI).
O Mylar é aluminizado para que a radiação solar térmica não o atravesse. Camadas de tecido dacron mantêm as folhas de Mylar separadas, o que evita que o calor seja conduzido entre as camadas. Isso garante que a radiação seja o método de transferência de calor mais dominante através do cobertor. As janelas são um tremendo vazamento de calor, mas os astronautas precisam delas para ergonomia e também para suas pesquisas. É algo que temos que projetar em torno.
Andrew Hong, Engenheiro e Especialista em Controle Térmico do Centro Espacial Johnson da NASA
Exceto por suas janelas, a maior parte da ISS é protegida da radiação pelo MLI. O isolamento MLI serve a um propósito duplo: ele mantém a radiação solar afastada e ao mesmo tempo evita que o frio severo do espaço penetre na superfície metálica da Estação.
Ele tem um desempenho tão bom que a ISS apresenta aos engenheiros um novo desafio térmico: lidar com temperaturas internas em constante aumento dentro deste laboratório orbital super-isolado repleto de vários instrumentos produtores de calor.
A energia solar é usada para alimentar os aviônicos, eletrônicos e outros sistemas da ISS. Todos eles geram calor, e algo deve ser feito para eliminar o excesso. Trocadores de calor são a solução mais básica. O Sistema de Controle Térmico Ativo, ou ATCS, foi projetado para remover o calor da nave espacial. (Fonte: NASA)