Zašto je svemir tako hladan kad je Sunce tako toplo? Za razliku od našeg blagonaklonog okružja na Zemlji, Sunčev sustav karakterističan je po ekstremnim temperaturama. Sunce je tako ogromna plinovita zapaljena kugla čija površina doseže temperature do 5505 Celzijevih stupnjeva. Okolni svemir je, u drugu ruku, iznenađujuće hladan s - 270 Celzijevih stupnjeva.

Toplina kroz svemir putuje u obliku zračenja, infracrvenog vala energije koji putuje od toplijeg objekta prema hladnijem. Radijacijski valovi uzbuđuju molekule s kojima dođu u kontakt, a rezultat je zagrijavanje. Na ovaj način toplina putuje od Sunca prema Zemlji - mogu ju 'uhvatiti' samo molekule i tvari koje su joj na putu. Sve ostalo oko njih ostaje hladno. Primjerice Merkur ima noćnu temperaturu koja seže do 537 Celzijusa, što je niže od radijaciji izložene svijetle strane, objašnjava Popular Science.

Lančana reakcija

Kako onda temperatura zraka na Zemlji ostaje viša čak i noću? Zato što na našem planetu toplina može putovati na tri načina - a to su kondukcija, konvekcija i radijacija. Kad Sunčevo zračenje pogodi i ugrije molekule unutar naše atmosfere, one višak energije dijele s molekulama koje ih okružuju. Te se molekule nakon toga sudaraju sa svojim susjedima koje također zagrijavaju, a taj se proces nazva kondukcija - lančana reakcija koja zagrijava područja što nisu na izravnom putu Sunčevog zračenja.

Svemir je za razliku od Zemlje uglavnom sačinjen od vakuuma, što znači da je, za svrhe naše teme, praktički prazan. Molekule plina u svemiru su previše razmaknute da bi se redovito međusobno sudarale, što znači da kad ih Sunce zagrije infracrvenim zračenjem, one ne mogu dalje prenositi toplinu. Konvekcija je, kao prijenos topline koji nastaje zbog prisutnosti gravitacije, važna za širenje topline po Zemlji, ali se ne događa u svemiru u kojem vlada nulta gravitacija.

Sve ove stvari valja uzeti pri pripremi uređaja koji će se približiti Suncu - poput sonde Parker. Elisabeth Abel, termalna inženjerka u NASA-inom projektu DART, o ovakvim stvarima mora razmišljati cijelo vrijeme te naglašava da solarna sonda Parker mora paziti koji svoj dio izlaže Suncu. Trik je u toplinskom štitu koji s jedne strane letjelice može izdržati ekstremnu toplinu dok drugi dio drži na vrlo ugodnih -150 stupnjeva Celzijusa. 'O ovakvim stvarima treba voditi računa ako vam sonda leti na svega 15 milijuna kilometara od Sunca', komentira Abel.

Fascinantna Zemlja

Glavni termalni inženjer na projektu DART, maloj letjelici koja će se sudariti s asteroidom kako bi ga izbila iz putanje, mora razmišljati o poduzimanju praktičnih koraka protiv temperatura dubokog svemira - ekstremne varijacije u temperaturama između ledene praznine i užarenog plina predstavljaju jedinstvene izazove. Neki dijelovi letjelice morat će ostati hladni dok drugima, kao u slučaju sonde Parker, treba štit koji će im omogućiti funkcioniranje.

Pripreme za temperaturne pomake koji u nekim slučajevima dosežu stotine stupnjeva možda zvuče ekstremno, no one su samo dio svemira koji nas okružuje. Ono što je na kraju priče fascinantno je - naš planet. Unatoč ekstremnim temperaturama koje ga okružuju, njegova atmosfera temperature čini blagima i bezazlenima - bar zasad.