La Estación Espacial Internacional y la temperatura de la Ionosfera

La Ionosfera es una capa de la atmósfera que se extiende entre los 80 km y los 700 km de altura. Debido a su baja densidad y a la fuerte radiación solar que la atraviesa en forma de luz ultravioleta está fuertemente ionizada, es decir, muchos átomos han perdido uno o varios electrones de sus capas externas. Una de las consecuencias de esto es que la temperatura de la atmósfera a estas alturas pude llegar a ser de hasta 1.500º K.

Por otro lado, la EEI orbita la Tierra a una altura media de unos 360 km.
Aparentemente eso haría que la temperatura fuera un grave problema para la Estación y sus ocupantes.

Está muy extendido el error de considerar equivalentes la cantidad de calor y la temperatura.

La temperatura es una propiedad intensiva, es decir, que no depende del tamaño de la muestra ni de su densidad ni de su composición. Sin embargo, la cantidad de calor es una propiedad extensiva porque depende del tamaño de la muestra, de su densidad o de composición.

Pongamos un ejemplo clásico para ilustrar esta diferencia.

En muchas recetas de cocina se utiliza el papel de aluminio dentro del horno convencional para proteger los  alimentos del exceso de calor o para facilitar la limpieza posterior. Cuando sacamos el alimento del horno tanto la fuente cerámica o metálica como el papel de aluminio están a la misma temperatura, pero si tocamos la fuente nos quemamos, cosa que no ocurre si tocamos el aluminio. Esto sucede principalmente porque el papel de aluminio es muy fino y, por tanto, tiene muy poco calor almacenado.

Todos sabemos que la cantidad de energía necesaria para calentar un litro de agua es mucho mayor que para calentar un litro de aire, por ejemplo. Y no digamos cuando ese aire es tan poco denso como el que hay en la Ionosfera.

Esto significa que la muy tenue atmosfera que rodea a la EEI tiene muy poca energía calorífica que transferir a la Estación por lo que no representa un peligro para esta.

Podría argumentarse que ese calor se puede acumular con el tiempo pero hay que tener en cuenta la energía que, en forma de radiación infrarroja, devuelven al espacio las superficies externas de la Estación, sobre todo cuando, en su órbita de 90 minutos,  la mitad del tiempo está en la zona nocturna.

16 comentarios

  1. Queda claro que la ionosfera transmite poco calor a la estacion espacial’ pero creo q no has tenido en cuenta la radiacion solar q incide directamente sobre las paredes de la misma

    1. Ten en cuenta que la ISS tarda 90 minutos en dar una vuelta a la Tierra y la mitad de ese tiempo está en la sombra de la Tierra.
      El calor acumulado durante el período que está iluminada por Sol se disipa cuando está en la sombra.

  2. Gracias por la explicación, te agradecería mucho que acabaras de una vez con mi duda contestando a qué marcaría un termómetro si lo mantuviéramos en la misma altura a la que se encuentra la EEI, siempre dando la cara al Sol y en un periodo indefinido. Saludos!

  3. El ejemplo dado del papel aluminio es falso y engañoso, por que lo que sucede es que el papel disipa rápidamente el calor, pero se calienta y quema, hagan la prueba colocando el papel sobre un tostador y luego de un rato tóquenlo.

  4. El aluminio se derrite aprox a 660°C, y la termodinámica dice que la energía se transfiere de caliente a frio. Eventualmente con el tiempo el calor de la ionosfera deberá traspasarse a el satélite hasta equiparar temperaturas. Si vemos la tabla puesta aquí los 360km donde esta situada la EEI la temperatura llegaría a unos 1200°C, supongamos que eso es en el día, en la noche tendría que bajar demasiado para que esos 1200°C no se transmitieran a el satélite, ademas son apenas 90min en una vuelta, y como se transfiere la energía de calor a frio la ionosfera siempre a estará a una temperatura constante, con suerte fluctuara 100°C, eventualmente como el aire es tan delgado transmite poca energía de esos 1200°C, pero con el tiempo el calor pasara al frio hasta igualarse…… Ademas como dice Josep la radiación cumple otro papel al momento de calentar mas rápido las cosas… El satélite no puede saltarse las leyes de termodinámica, así que hay 3 formas de ver esto para mi en este caso 1.- Explican de una forma mas científica lo que sucede en este caso. 2.- No saben realmente lo que pasa y explican algo que creen que es así sin probarlo o cuestionarlo, o 3.- Esto es mentira y no hay satélites ahí.

  5. Bien. ¿Y los trajes de los astronautas?, ¿Cómo pueden hacer un paseo espacial en la ISS que dura de 6 a más de 8 horas?, ¿qué tecnologia usan los trajes para mantener a una temperatura constante en su interior cada 90 minutos que pasan de la sombra a la radiación solar?

  6. Algo simple señores, a mayor altura la transferencia de energía de un cuerpo a otro es menor por la disminución de la densidad del aire, por eso que el agua en ebullición a 3 kilómetros de altura no es capaz de cocinar un huevo.

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