Frage von RODER123, 80

Physik im Weltall?

Wenn ein Gegenstand im Weltall auf die Erde zurast, ist dieser Gegenstand dann in den minus Temperaturen wegen dem Vakuum? Und was wenn dieser Gegenstand nach einer gewissen Zeit die Ozonschicht durchbricht und auf der Erde landet, ist er dann von der Ozonschicht bis zum Boden (ohne aufprall) extrem heiss geworden wegen dem Luftwiderstand?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 26

Genau so ist es.

Im Weltraum herrschen etwa 3 K, das sind rund - 270 °C. Diese Temperatur hat auch das Geschoss. Wenn der Gegenstand in Richtung Erde kommt, nähert er sich auch der Sonne und wird durch die Sonnenstrahlen schon mal vorgewärmt. Das kann schon reichen, dass er bis an die 0°C oder darüber erwärmt wird, zumindest an seiner Oberfläche. Deswegen fangen Kometen auch an, Gase in Form des Kometenschweifes auszustoßen.

Beim Flug durch die Atmosphäre und beim Eindringen in den Boden wird dann der größte Teil seiner kinetische Energie in Wärme umgewandelt, wodurch er sehr heiß wird, falls er nicht schon vorher explodiert. Bei der Energieumwandlung sind mehrere physikalische Prozesse beteiligt, unter anderem auch Reibung.

Antwort
von pythonpups, 30

Der Gegenstand ist wahrscheinlich auf einer Seite heiß von Sonnenbestrahlung auf der anderen sehr kalt wegen mangelnder Isolation.

Die Ozonschicht spielt in dem Zusammenhang keine Rolle, aber durch die Kompression der Luft (weniger die Luftreibung) beim Eintritt in dichtere Atmosphäreschichten entsteht sehr viel Hitze. Der Gegenstand muß schon ziemlich groß sein, damit genug von ihm übrigbleibt, um bis zum Boden zu kommen. Die meisten Objekte verglühen, bzw. verdampfen einfach nach kurzer Zeit. Was auch immer unten akommt, es ist heiß.

Antwort
von dompfeifer, 22

Im Vakuum breitet sich Wärme ausschließlich über Strahlung aus, mangels Medium also ohne Wärmeleitung und ohne Konvektion.

Somit ist im Weltall die Temperatur eines Körpers ohne eigene Energiequelle nur eine Frage der Strahlungsbilanz. Der Körper kann sich unter direkter Sonnenbestrahlung auf über 100°C aufheizen oder ohne Bestrahlung auf etwa minus 270 °C (3 Kelvin) abkühlen.

Bein Eintritt in die Erdatmosphäre wird der Körper nach Maßgabe seiner Geschwindigkeit durch die Luftreibung erhitzt. Das führt bei kleineren Körpern (z.B. Meteoriten) meistens zur vollständigen Verglühung. Gelegentlich kommen auch angeschmolzene Meteoritenteile zum Erdboden. Die Ozonschicht spielt dabei keine Rolle.

Antwort
von MagicalMonday, 52

Vakuum ist nicht gleich kalt. Kurz was zum nachdenken: Die Erde schwebt auch frei im Weltall. ;-)
Daher kommt es ganz auf den Ort an, an dem der Gegenstand sich befindet. An vielen Orten ist es aber nicht sehr warm.

Wenn das Objekt sehr gerade durch die Atmosphäre fällt, bleibt nicht immer genug Zeit, um sich extrem aufzuheizen. Auch muss das Objekt eine gewissen Geschwindigkeit haben.

Ansonsten aber ja, durch die Kompression der Luft vor dem Objekt, wird diese erhitzt, und die Hitze überträgt sich auf das Objekt selbst. Daher haben Spaceshuttels auch ein Hitzeschild.

Kommentar von RODER123 ,

Aber wenn der Gegenstand sich mit enormer Geschwindigkeit wie z.B. ein Apollo11 wird dann die Karosserie nicht gefrieren?

Kommentar von MagicalMonday ,

Die Frage verstehe ich nicht. Warum sollte er bei hoher Geschwindigkeit gefrieren?

Kommentar von RODER123 ,

In vielen Filmen wird zu hohe Geschwindigkeit mit einem Temperatur Rückgang am Objekt dargestellt. Ist das science fiction? Oder ist da was dran?

Kommentar von MagicalMonday ,

Das habe ich noch nirgendwo gesehen. Was passiert, ist, dass ein warmer Gegenstand durch einen Luftzug schneller abkühlt, weil die umgebende Luft halt ständig durch "frische" Luft ausgetauscht wird, die noch schneller Wärme aufnehmen kann. So funktioniert z.B. ein Ventilator.

Aber dabei kann der Gegenstand nicht kälter werden, als die Luft, die ihn anpustet.

Und im Weltall hast du gar keine Luft. Da hat die Geschwindigkeit mit der Temperatur überhaupt nichts zu tun.

Antwort
von bit77, 34

Er muß nicht unbedingt kalt sein. Es kommt darauf an, wie groß dieser ist und wie lange er von der Sonne beschienen wurde. Es dürfte im Endeffekt jedoch egal sein, ob er kalt, warm oder ganz heiß ist.

Denn wenn dieser Gegenstand in die Atmosphäre eintritt, so kann man davon ausgehen, das er durch die Reibung bzw. Kompression  der Gasatome verglüht, sofern er nicht gar zu groß ist. Er wird nicht nur in der Ozonschicht, sondern in der gesamten Atmosphäre "gewärmt"

Wenn die aufgenommene Energie in der Atmosphäre die maximale Wärmeaufnahmefähigkeit des Gegenstandes übersteigt, kommt es auch mal zu einer ordentlichen Explosion.

Ein solcher Vorfall ereignete sich vor etwas mehr als 100 Jahren in Tunguska.


Antwort
von Terlaxus, 7

Mit der Wärme ist es gleich wie mit dem Schall. Beide brauchen ein Medium worin sie sich fortbewegen können. Wo nichts ist( Vakuum) können sie sich nicht oder nur schlecht fortbewegen. Bei der Wärme ist es jedoch noch ein bisschen anders, die einzelnen Teilchen (Atome) bewegen sich.
Im Vakuum wie es im Weltraum herrscht gibt es ca. 1000 Moleküle pro Liter, für Schallwellen viel zu wenig aber für Wärme reicht ein Atom.

Im Vakuum das im Weltraum herrscht ist es mehr oder weniger
-273.15 C'

Wenn ich falsch liege korrigiert mich bitte

Lg Terlaxus

Antwort
von paule312, 19

Ja und Nein. Er ist heiß geworden, durch die Reibung also indirekt durch den Luftwiderstand...

Kommentar von MagicalMonday ,

Das ist ein häufiger Irrglaube. Die Reibung spielt tatsächlich keine besonders große Rolle dabei. Die Hitze entsteht durch die starke Kompression der Luft vor dem Objekt.

Kommentar von paule312 ,

Und auch die Reibung

Antwort
von ThomasV20, 12

Er ist nur deswegen kalt weil keine Sonne bzw. unsere auf ihn scheint, ansonsten wäre er heiß 

Nur weil etwas im Vakuum ist heißt das nicht das es auch kalt ist.

Und ja der Gegenstand wird durch den Reibungswiderstand der Atmosphäre heiß 

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