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 despencaria para menos 250 graus Fahrenheit à sombra.

Qual é a importância de ter controles térmicos na Estação Espacial Internacional?

Os sistemas de controle térmico da Estação Espacial Internacional (ISS) equilibram o frio intenso do espaço e o calor escaldante do Sol em um novo e estranho mundo onde o ar quente não sobe e o calor não conduz.

Sem controles térmicos, a temperatura do lado da Estação Espacial que fica voltado ao Sol alcançaria 250 graus Fahrenheit ou 121 graus Celsius. Em comparação, os termômetros no lado escuro despencariam 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. Ela está equipada com um sistema de controle térmico que mantém os astronautas frescos e confortáveis em sua casa orbital. (Fonte: NASA)

O que é o Isolamento Multicamadas (MLI)?

O isolamento é a primeira consideração de projeto para o controle térmico, pois mantém o calor dentro para aquecer e fora para resfriar. O calor ambiental é transferido no ar na Terra principalmente por condução ou pelas colisões entre moléculas individuais de ar. Já 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 do isolamento doméstico que mantêm o ar imóvel minimizam a convecção. No espaço não há ar para condução ou convecção.

Andrew Hong, Engenheiro e Especialista em Controle Térmico no Johnson Space Center da NASA

O ambiente no espaço é dominado pela radiação. Os objetos aquecem ao absorver a luz solar e esfriam ao emitir energia infravermelha, invisível a olho nu.

Como resultado, o isolamento da Estação Espacial Internacional não se parece com o tapete fofo de fibras rosas encontrado na maioria das casas na Terra. Em vez disso, o isolamento da Estação é uma manta altamente refletiva feita de Mylar e dacron chamada Isolamento Multicamadas (ou MLI).

O Mylar é aluminizado para que a radiação térmica solar não consiga atravessá-lo. Camadas de tecido de dacron mantêm as folhas de Mylar separadas, o que impede a condução de calor entre as camadas. Isso garante que a radiação será o método de transferência de calor mais dominante através da manta. As janelas são um enorme vazamento de calor, mas os astronautas precisam delas por questões de ergonomia e também para suas pesquisas. É algo que precisamos projetar em torno.

Andrew Hong, Engenheiro e Especialista em Controle Térmico no Johnson Space Center da NASA

Exceto pelas janelas, a maior parte da ISS é protegida da radiação pelo MLI. O isolamento MLI tem um duplo propósito: impede a radiação solar de entrar e também impede o frio intenso do espaço de penetrar na pele metálica da Estação.

Ele funciona tão bem que a ISS apresenta aos engenheiros um novo desafio térmico: lidar com temperaturas internas que aumentam constantemente dentro deste laboratório orbital superisolado, repleto de vários instrumentos que produzem calor.
A energia solar é usada para alimentar a aviônica, a eletrônica e outros sistemas da ISS. Todos eles geram calor, e algo deve ser feito para eliminar o excesso. Os trocadores de calor são a solução mais básica. O Sistema de Controle Térmico Ativo, ou ATCS, foi projetado para remover o calor da nave. (Source: NASA)