Kosmos jest jednym z najbardziej ekstremalnych środowisk, jakie można sobie wyobrazić. Ponad izolującą atmosferą Ziemi statki kosmiczne są narażone na ekstremalne temperatury, zarówno gorące, jak i zimne, oraz znacznie zwiększone ryzyko uszkodzenia przez promieniowanie.
Pierwszym ekstremalnym warunkiem, z którym musi zmierzyć się statek kosmiczny, jest wystrzelenie. Rakieta, która umieszcza statek kosmiczny na orbicie, również gwałtownie nim potrząśnie i uderzy go niezwykle głośnymi falami dźwiękowymi.
Każde z tych zjawisk może zniszczyć delikatne elementy wyposażenia, dlatego inżynierowie zawsze budują model termiczny i konstrukcyjny statku kosmicznego i testują go. Symulują warunki wystrzelenia za pomocą stołu wibracyjnego i komory akustycznej w Europejskim Centrum Technologii Kosmicznej ESA (ESTEC) w Holandii.
Temperatury w kosmosie mogą wahać się od bardzo niskich, setek stopni poniżej zera, do setek stopni powyżej? zwłaszcza jeśli statek kosmiczny wyrusza w pobliże Słońca.
Chociaż w kosmosie nie ma powietrza, energia jest przenoszona przez promieniowanie, zwykle pochodzące ze Słońca, które powoduje ogrzewanie, gdy jest absorbowane przez statek kosmiczny, planety lub inne ciała niebieskie.
W zależności od miejsca w przestrzeni, w której zamierzają pracować pojazd, inżynierowie budują systemy chłodzenia lub izolatory.
Jednak w przypadku ścigacza komet ESA, Rosetty, statek kosmiczny musi najpierw zapuścić się w ciepło wewnętrznego Układu Słonecznego, zanim skieruje się w stronę zamarzającego zewnętrznego Układu Słonecznego.
Inżynierowie zaprojektowali system „żaluzji”, które pasują na panele grzejników statku kosmicznego. Kiedy Rosetta znajduje się w wewnętrznym Układzie Słonecznym, żaluzje otwierają się, umożliwiając grzejnikom wyrzucenie nadmiaru ciepła w przestrzeń.
Później w zewnętrznym Układzie Słonecznym żaluzje zamykają się, pomagając zatrzymać ciepło w środku. Zapewnienie, że układy scalone i komputery mogą pracować w środowisku promieniowania kosmicznego, wymaga ekranowania wrażliwego sprzętu elektronicznego.
Promieniowanie w przestrzeni można podzielić na typy „uwięzione” i „przejściowe”. Uwięzione cząstki to cząstki subatomowe, głównie protony i elektrony, uwięzione przez ziemskie pole magnetyczne, które tworzy tak zwane pasy promieniowania Van Allena wokół naszej planety.
Kwartet gromadowy statku kosmicznego jest przeznaczony do pracy w tym regionie kosmicznym i badania go.
Promieniowanie przejściowe składa się głównie z protonów i promieni kosmicznych, które nieustannie przepływają przez przestrzeń kosmiczną i są wzmacniane podczas burz magnetycznych na Słońcu zwanych „rozbłyskami słonecznymi”.
Kiedy to promieniowanie zderzy się z obwodami elektronicznymi, mogą one zmienić zawartość komórek pamięci, spowodować przepływ prądu pozornego wokół jednostki, a nawet wypalić układy komputerowe.
Budowanie układów scalonych odpornych na działanie promieniowania jest znane jako „hartowanie przestrzeni”. Zwykle wiąże się to z przeprojektowaniem chipów, aby były one w jakiś sposób chronione przed szkodliwym promieniowaniem. Innym podejściem jest wykrycie błędów spowodowanych przez promieniowanie kosmiczne i ich poprawienie.
Deszcz meteorów może również uszkodzić statek kosmiczny. Małe cząsteczki pyłu, które powodują, że widzimy „spadające gwiazdy”, przemieszczają się w przestrzeni z prędkością kilku kilometrów na sekundę i mogą powodować „piaskowanie” dużych układów ważnych paneli słonecznych.
Na przykład podczas burzy Leonidów naukowcy sprawili, że Kosmiczny Teleskop Hubble'a obrócił się, dzięki czemu jego panele słoneczne przedstawiają najmniejsze pole powierzchni nadchodzącym meteorytom.
Oryginalne źródło: ESA News Release
