Kako lahko ISS kroži okoli Zemlje, ne da bi zgorela?
Mednarodna vesoljska postaja (ISS) je eden najbolj fascinantnih dosežkov človeštva, ki služi kot raziskovalno središče v orbiti okoli Zemlje. Tehta približno toliko kot 77 slonov in je rezultat mednarodnega sodelovanja znanstvenikov ter inženirjev iz celega sveta. Na krovu ISS astronavti in raziskovalci izvajajo prelomne eksperimente na področjih medicine, mikrobiologije, znanosti o Zemlji in vesolju, kar prispeva k širjenju našega razumevanja vesolja.
S hitrostjo 8 kilometrov na sekundo ISS obkroži Zemljo v približno 90 minutah, kar pomeni, da bi lahko z njo potovali od Atlante do Londona v le 14 minutah je v The Conversation zapisala Kelly Griendling iz Georgia Institute of Technology. Ob tem se pojavi vprašanje: kako je mogoče, da vesoljska postaja kroži okoli našega planeta, ne da bi pri tem zgorela, medtem ko drugi objekti, kot so meteoroidi in asteroidi, vstopijo v atmosfero in se razkrojijo?
Zakaj meteoroidi zgorijo v atmosferi?
Meteoroidi, majhni kosi kamnin in kovin, ki krožijo okoli Sonca, včasih trčijo z Zemljo. Njihove hitrosti so osupljive – lahko dosežejo med 12 in 40 kilometrov na sekundo, kar pomeni, da bi lahko v približno 5 minutah prepotovali Združene države. Ko meteoroidi vstopijo v Zemljino atmosfero, se začne proces, imenovan ablacija.
Atmosfera, ki je sestavljena iz delcev dušika in kisika, ima več plasti. Meteoroidi najprej naletijo na mezosfero, ki se nahaja na višini med 48 in 80 kilometri nad površjem. Čeprav je tam zrak redek, so hitrosti meteoroidov tako visoke, da povzročajo izjemen pritisk. Ti delci potisnejo zrak pred meteoroidom, kar ustvarja toploto, zaradi katere se material razbije in zgori. Ta proces je razlog, zakaj lahko meteoroidi med padcem skozi ozračje zasijejo kot “zvezde utrinke”.
Zakaj ISS ne doživi enake usode?
ISS ne kroži v mezosferi, kjer meteoroidi običajno zgorijo, temveč se nahaja precej višje, v termosferi. Ta plast se razteza od 80 do 708 kilometrov nad Zemljo, kjer je zrak izjemno redek. Vesoljska postaja leti na povprečni višini 402 kilometrov, kar pomeni, da je gostota delcev v termosferi tako nizka, da skoraj ni prenosa toplote. Če bi želeli zbrati dovolj delcev za maso enega jabolka, bi potrebovali škatlo v velikosti jezera Superior.
Zaradi te izjemno redke atmosfere ISS ne doživlja enakega pritiska in segrevanja kot meteoroidi, ko vstopijo v gostejše plasti ozračja. Posledično lahko ISS varno kroži okoli Zemlje desetletja, ne da bi pri tem tvegala izgorevanje.
Ohranjanje stabilnih pogojev na krovu ISS
Kljub temu, da ISS ne zgori v atmosferi, pa doživlja ekstremna temperaturna nihanja. Zaradi izpostavljenosti neposredni sončni svetlobi se temperatura na površini ISS lahko dvigne do 121 °C. Ko pa je v senci Zemlje, lahko temperatura pade do -156 °C. Nihanje za kar 277 stopinj Celzija predstavlja ogromen izziv, ki so ga inženirji rešili z uporabo posebnih materialov. Notranjost vesoljske postaje je opremljena s sistemi za uravnavanje temperature, ki skrbijo za udobne pogoje, podobno kot ogrevanje in hlajenje naših domov na Zemlji.
ISS ni le tehnični čudež, temveč tudi platforma za revolucionarne znanstvene raziskave. Med ključnimi dosežki so napredne tehnologije filtriranja vode, študije človeške fiziologije v vesolju ter raziskave, ki omogočajo pridelavo hrane v mikrogravitacijskih razmerah. Prav tako prispeva k boljšemu razumevanju Zemljinih vodnih in energetskih ciklov ter razvoja zdravil za različne bolezni.
Po načrtih ameriške vesoljske agencije NASA bo ISS ostala aktivna do leta 2030. Ko bo dosegel konec svoje življenjske dobe, bo ISS deorbitiran, kar pomeni, da bo nadzorovano potopljen nazaj v atmosfero. Tokrat pa se bo zgodil proces, podoben meteoroidom: postaja bo vstopila v gostejšo mezosfero, kjer bodo njeni deli zgoreli.
Zakaj toplotni ščit rešuje druge vesoljske kapsule?
Za razliko od ISS, ki ni opremljena s toplotnim ščitom, so kapsule za prevoz posadke zasnovane tako, da preživijo ponovni vstop v atmosfero. Toplotni ščit je izdelan iz materialov, ki absorbirajo in prenesejo izjemno visoke temperature, ki nastanejo zaradi trenja ob prehodu skozi atmosfero. To omogoča, da se vesoljska plovila varno vrnejo na Zemljo.
Če bi želeli sami videti Mednarodno vesoljsko postajo, lahko obiščete NASA-ino spletno stran, kjer so navedeni podatki o času, ko bo ISS vidna nad vašim območjem.
Portal24; Foto: ISS Wikimedia/NASA/Roskozmos