Warum kann ein Astronaut im Weltall überleben, obwohl es so warm ist?
(bitte Antwort in vollen Sätzen)
9 Antworten
Im Raumanzug (konkreter im "Rucksack" des Raumanzuges) befindet sich etwas das man durchaus als Klimaanlage bezeichnen könnte. Zur Wärmeübertragung dient hierbei Wasser, das durch Schläuche im Anzug des Astronauten läuft. Wird es durch Sonneneinstrahlung zu warm, kühlt das System. Ist es im Schatten zu kalt, wärmt es. Zusätzlich wird die Atemluft auf angenehmer Temperatur gehalten. Diese befindet sich allerdings nur im Helm. Das System ist nicht ganz ungefährlich. Es gibt immer mal wieder Fehlfunktionen. Vor etwa einem Jahr wäre ein Astronaut bei einer EVA an der ISS fast ertrunken, weil sein Anzug Wasser verlor und das in den Helm lief. Stand ihm schon bis ans Kinn bevor er drinnen war und den Helm abbekam. Hätte es sich im Gesicht verteilt, Wäre er wohl ertrunken!
"... obwohl es so warm ist?"
Was soll im Weltall "warm" sein? Die Temperatur ist eine Eigenschaft von Körpern, und im Weltall herrscht Vakuum. Da ist also nichts "warm", wo nichts ist. Ein beliebiger Körper im Weltall nimmt bei dauerhafter Beschattung eine Temperatur von minus 270°C an, bei anhaltender voller Sonnenbestrahlung womöglich über plus 100°C.
Astronauten stecken in Raumkapseln oder in Schutzanzügen mit präziser Temperaturregelung und Sauerstoffzuführung. Die Lufttemperatur im Raumanzug wird da auf ungefähr plus 20°C geregelt. Anders können die dort gar nicht leben bzw. "überleben".
Der Weltraum, wie wir ihn kennen (von der Erde aus) ist größtenteils vor allem Eines: Dunkel, und zwar, und das ist wichtig, nicht nur um sichtbaren, sondern auch im infraroten Licht. Natürlich gibt es auch die Sonne als »heißen Fleck« am Himmel, aber ihre Strahlung kommt eben ausschließlich aus ihrer Richtung, sodass man sich dagegen relativ leicht abschirmen kann.
Auf dem Mond, der übrigens nicht generell näher, sondern z.B. bei Vollmond sogar etwas weiter von der Sonne entfernt ist als wir, was aber überhaupt nicht ins Gewicht fällt, heizt die Sonne das Gestein auf etwa 370K (ca. 100°C) auf (zum Vergleich: unsere Körpertemperatur liegt bei ziemlich genau 310K). Gleichzeitig genügt ein Felsbrocken, um die Temperatur auf 170K (ca. –100°C) fallen zu lassen, und zwar allein durch Abstrahlung in den Weltraum.
Sogar auf dem Merkur, der der Sonne viel näher ist als Erde und Mond, können nachts Temperaturen von etwa 100K herrschen.
Im freien Weltraum, etwa in einem so genannten Void, würde ein Körper, der keine Wärmequelle und keinen Kühlungsmechanismus hat, die Temperatur von 2,7K (ca. –270°C) annehmen, weil die Kosmische Hintergrundstrahlung dieser Temperatur entspricht.
Zu den wichtigsten Funktionen eines Raumanzugs gehört daher - neben Druck, Sauerstoffversorgung und Strahlenschutz - eine gute Isolierung gegen Aufheizen und zu starke Abkühlung von außen, was dann aber wegen der Abwärme des Körpers eine weitere Kühlung erforderlich macht.
Wo im All ist es denn warm? Ein Vakuum hat krine Temperatur! Das All kann aber praktisch unendliche Wärmemengen aufnehmen, die ein Körper abstrahlt.
Es besteht also eher die Möglchkeit, den Kälte- als den Hitzetod zu sterben.
Danke für die Info. Das weiß ich natürlich, aber für unsere Zwecke reicht die astronautische Praxis aus.
Und unter diesen Gesichtspunkten strahlt ein Körper (hier: Astronaut) seine Wärme ins All ab. Das ist ja immer der Fall, wenn die "Körper"-Temperatur über dem Nullpunkt liegt.
Hallo SlowPhil,
das Vakuum ist die Leere, also die Abwesenheit von Materie, und die hat in der Tat nie eine Temperatur. Dass reale Vakuum-Räume nicht völlig frei sind von Partikeln, ist eine ganz andere Sache. Und diese Partikel haben auch durchaus keine einheitliche Temperatur. Deren Temperatur kann sich je nach Sonnenbestrahlung zwischen 3 Kelvin und schätzungsweise 400 Kelvin bewegen.
Die Hintergrundstrahlung hat das Intensitätsspektrum eines schwarzen Körpers mit einer Temperatur von 2,725 Kelvin. Dieser Vergleich bedeutet keinesfalls, dass diese Temperatur an bestimmten Körpern auftritt oder womöglich sogar am körperlosen Vakuum.
Du hast recht. Durchschnittlich etwa -270 °C (bzw. etwa 3 °K) sind natürlich viel zu warm, um das auszuhalten. ;) Sorry, aber im Weltall ist es schweinekalt. Es ist nur dort warm, wo ein Medium vorhanden ist, welches ausreichend mit elektromagnetischer Energie vor allem im Infrarotbereich, ausgehend vom jeweiligen Stern erwärmt werden kann.
Es ist nur dort warm, wo ein Medium vorhanden ist, welches … ausgehend vom jeweiligen Stern erwärmt werden kann.
Nein, nicht ganz. Ein Grill würde auch im Vakuum funktionieren, denn er beruht auf Strahlung.
Im Inneren eines zumindest im Infrarotbereich glühenden Hohlraums, der außer einem Körper keine Materie enthält, der aber von allen Seiten auf den Körper einstrahlt und mit ihm in ein thermisches Gleichgewicht tritt, herrscht eine bestimmte Temperatur.
Nein, nicht ganz. Ein Grill würde auch im Vakuum funktionieren, denn er beruht auf Strahlung.
Ein Elektrogrill hätte eine Chance, aber auch nur ein solcher.
Im Inneren eines zumindest im Infrarotbereich glühenden Hohlraums, der außer einem Körper keine Materie enthält, der aber von allen Seiten auf den Körper einstrahlt und mit ihm in ein thermisches Gleichgewicht tritt, herrscht eine bestimmte Temperatur.
Das wäre dann aber kein Grill im eigentlichen Sinne, sondern eher ein Backofen. Auch bei diesem gilt, dass er sehr wahrscheinlich elektrisch arbeiten müsste, da es sonst gewaltige Probleme wegen des Vakuums gäbe.
Dennoch ohne Medium keine Wärme. Infrarote elektromagnetische Wellen brauchen kein Medium, aber sie erwärmen auch nicht von sich aus, sondern bewirken erst Wärme, wenn Atome entsprechend durch diese Strahlung angeregt werden. Folglich ist dies im Vakuum selbst nicht möglich, sondern nur in den Medien, auf welche diese Strahlung einwirkt.
Das ist nicht ganz korrekt. Das Vakuum ist ja nur materiefrei, aber nicht völlig leer.
Unter Anderem ist es ein Lichtquantengas, dank der Kosmischen Hintergrundstrahlung, die eine »Glut« von 2,7K darstellt.