Wie warm/kalt ist es im Orbit der Erde?
Normalerweise würde man sagen null Kelvin, aber die Sonne müsste einen doch erwärmen, schließlich erwärmt sie auch die gesamte Erde oder?
8 Antworten
Lesetipp dazu: http://www.spektrum.de/quiz/welche-temperatur-hat-das-weltall/857202
Es ist nicht 0 Kelvin, sondern grob 3 Kelvin.
Aus obigem Link:
"Im intergalaktischen Raum, fernab von anderen Himmelsobjekten, kommen
die wenigen Teilchen mit dieser Hintergrundstrahlung ins thermische
Gleichgewicht. Dem Universum kann somit eine Temperatur von minus
270 Grad Celsius zugeordnet werden – abgesehen von lokalen Störungen
durch Sterne oder andere Strahlungsquellen. "
Außer davon, ob man im Sonnenschein oder im Schatten ist, hängt das stark von der Höhe des Orbits ab. Wo die ISS ist, etwa 400 km hoch, ist es etwas über 1000°C warm. Diese Temperatur bezieht sich auf die restlichen Gasteilchen, die in dieser Atmosphärenschicht, der Exosphäre, noch vorhandenen sind. Weil sie extrem dünn ist, vermag diese Luft aber kaum Wärme an einen Körper zu übertragen. Deshalb würde man dort im Schatten im ungeheizten Raumanzug nach einiger Zeit erfrieren, denn durch abgegebene Wärmestrahlung verlöre man mehr Wärme, als man durch die Teilchen zugeführt bekäme. Der Sonne ausgesetzt würde einem jedoch infolge ihrer Wärmestrahlung ziemlich heiß, wenn der Raumanzug nicht gut isoliert und außerdem mit einem Kühlflüssigkeitszyklus ausgestattet wäre.
https://de.wikipedia.org/wiki/Atmosph%C3%A4rischer_Temperaturgradient
https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_Cooling_and_Ventilation_Garment
Temperatur ist eine eigenschaft von materie. Außerhalb der erdatmosphäre kann also nur von der temperatur von gegenständen (wie satelliten) in der umlaufbahn die rede sein: das vakuum hat keine temperatur.
Da wärmeleitung und konvektion im luftleeren raum nicht stattfinden, regulieren satelliten ihre temperatur nur über strahlung. Jeder körper emittiert wärmestrahlung. Auf der sonnenseite kriegen die satelliten wärmestrahlung vor allem von der sonne, auf der schattenseite kommt so gut wie nichts.
Das ergebnis könnten bei einem passiven körper im mittel die genannten -18°C sein. (Es kommt auch drauf an, in welcher umlaufbahn der satellit ist und wie lange er im erdschatten bleibt ...)
Da ein satellit auch technische einrichtungen hat, die von den solarzellen gespeist werden und wiederum abwärme erzeugen, könnte seine temperatur höher liegen als bei der reinen betrachtung der strahlungsbilanz. Raumfahrttechniker wissen das sicher besser, schließlich müssen sie geräte bauen, die bei den temperaturen funktionieren. Da dort draußen auch kein wasser ist, besteht immerhin nicht die gefahr der kondensation wie hier in der erdatmosphäre.
Irgendwo habe ich mal gelesen, dass ohne den Treibhauseffekt der Erdatmosphäre die Temperatur bei durchschnittlich -18°C liegen solle.
https://de.wikipedia.org/wiki/Mond#Oberfl.C3.A4chentemperatur nennt aber für die mittlere Oberflächentemperatur des Mondes -55°C, demnach wäre dies die Temperatur (Wärmestrahlungsgleichgewichtstemperatur) der Erdumlaufbahn.
(Ein völliges Abschalten des Treibhauseffektes unserer Atmosphäre würde also die Erde in eine Wüste verwandeln, mit gefrorenem Wasser als einem vergleichsweise häufigen Mineral. Einzig in der Tiefsee und in unmittelbarer Nähe von Vulkanen könnte Leben überdauern.)
Temperatur ist eine statistische Eigenschaft, die sich auf die mittlere Bewegungsgeschwindigkeit einer großen Menge von (z. B. Gas-)Teilchen zurückführen lässt.
Je schneller diese Teilchen sind, desto höher ist die Temperatur.
Wo kaum Materie ist, verliert der Begriff der Temperatur seine Bedeutung.
Deswegen ist es auch möglich, dass die Korona der Sonne "heißer" ist, als die Oberfläche. Die thermische Energie kommt natürlich aus dem inneren der Sonne, allerdings ist die Dichte der Korona so gering, dass die mittlere freie Weglänge der Teilchen dort sehr groß und damit die Temperaturen dort sehr hoch sind.