Холодно ли в космосе?

[Ssid]

По всем источникам температура космического пространства за -200 градусов.
Со школы помню рассказы про "супер-теплый" гагачий пух, которым утепляют скафандры, дабы не замерзнуть.
Однако недавно столкнулся с информацией, что-де в космосе не так просто остыть - космическая среда на роль теплоносителя, отнимающего тепло у тела не годится, остается только тепловое излучение, за счет которого мгновенно не остынешь. А теплоизоляция нужна скорее для избежания перегрева на солнечной стороне.
То есть, если человека в тоненьком скафандре без утеплителя серебристого цвета (для уменьшения потерь за счет излучения) поместить в тень корабля, то через какое время он замерзнет?

[bob]

По всем источникам температура космического пространства за -200 градусов.
Со школы помню рассказы про "супер-теплый" гагачий пух, которым утепляют скафандры, дабы не замерзнуть.
Однако недавно столкнулся с информацией, что-де в космосе не так просто остыть - космическая среда на роль теплоносителя, отнимающего тепло у тела не годится, остается только тепловое излучение, за счет которого мгновенно не остынешь. А теплоизоляция нужна скорее для избежания перегрева на солнечной стороне.
То есть, если человека в тоненьком скафандре без утеплителя серебристого цвета (для уменьшения потерь за счет излучения) поместить в тень корабля, то через какое время он замерзнет?

Там ни тепло, ни холодно, в бытовом смысле. Всё зависит от ситуации. Вакуум - хороший теплоизолятор. Потеря тепла  в нём может идти только излучением, без быстрой воздушной конвекции. Поэтому остывание в вакууме очень медленный процесс. Если Вы висите на геостационаре в тени планеты - там до минус двухсот. А если на освещённой стороне, в области земной орбиты подставить солнышку один бок, на боку будет плюс 120, так как атмосфера не защищает. Можно и поджариться. Так что теплозащита на станциях и в скафандрах не "спасает от холода", она перераспределяет тепло так, чтобы один бок не застыл, а другой не раскалился.

[Ssid]

Если Вы висите на геостационаре в тени планеты - там до минус двухсот.

Это меня как раз и интересует - замерзну ли я при этих -200 или нет?

[Грехов Михаил]

Замёрзнете, но очень медленно. Если вы скажем находитесь в скафандре Олан-М, то у него время пребывания на орбите  (если подготовлен по самое небалуйся) составляет 10 часов. 10 часов есть обогрев/охлаждение, кислород, даже вроде питьё есть в виде сока или какао... и чесалка для носа :-) ) затем будет заканчиваться кислород... и энергия в аккумуляторах иссякнет и начнёте терять тепло.  Сколько и как это будет... чёрт знает. Вы же ещё сами изнутри греете так как сам источник тепла (тёплый выдох, кожа). Если ваше собственное энерговыделение (внутрь скафандра) превысит энерговыделение скафандра в окружающее пространство и до самой смерти вам будет даже жарко.

[bob]

Это меня как раз и интересует - замерзну ли я при этих -200 или нет?

То есть, если всё время быть в тени, или находиться далеко от Солнца, где-нибудь на орбите Нептуна? Это, вообще говоря надо считать. Представьте себе, что вы прикрыты от вакуума тонкой алюминиевой бочкой. Надо знать мощность, выделяемую человеческим телом, взять радиус бочки (допустим, в метр) и рассчитать темп высвечивания энергии через поверхность. ограниченную "бочкой", - только излучением. Я бы не сказал, что это совсем тривиальная задача, но если постараться, то можно получить ответ. Скорее всего, через несколько часов, всё-таки замёрзнете. Но вовсе не мгновенно, как это часто рисуют неопытные фантасты в своих жутиках.

[Ssid]

Без учета кислорода, воздействия радиации - только температура

...и начнёте терять тепло.  Сколько и как это будет... чёрт знает. Вы же ещё сами изнутри греете так как сам источник тепла (тёплый выдох, кожа).

вот это "...черт знает" и интересно.
Это же не только для космоса действительно, но и для Луны, малых тел солнечной системы, да и планет с сильно разряженной атмосферой будет иметь значение.
Нужно тратить энергию на обогрев скафандра на Луне? На Марсе?

[L_Pt]

Без учета кислорода, воздействия радиации - только температура

...и начнёте терять тепло.  Сколько и как это будет... чёрт знает. Вы же ещё сами изнутри греете так как сам источник тепла (тёплый выдох, кожа).

вот это "...черт знает" и интересно.
Это же не только для космоса действительно, но и для Луны, малых тел солнечной системы, да и планет с сильно разряженной атмосферой будет иметь значение.
Нужно тратить энергию на обогрев скафандра на Луне? На Марсе?

На Марсе – придется, там же есть атмосфера. Разреженная, но ветреная.

А вот в вакууме даже в полной тени (за -200 градусов) может быть проблема охлаждения. Тепловыделение человеческого тела при слабой нагрузке 120-150 Вт. При активной работе может увеличиваться в разы. Поверхность скафандра… ну оценим в 2 м². Если представить что поверхность скафандра обработана чтобы приближалась к абсолютно черному телу, то он сможет излучать до 800 Вт.
На практике скафандры имеют серебристую поверхность чтобы не нагреваться под Солнцем и для сброса избытка тепла используют выброс выдыхаемого воздуха (вместе с парами воды!).

[Ssid]

На Марсе – придется, там же есть атмосфера. Разреженная, но ветреная.

Или точнее ветреная, но сильно разряженная )))
ведь чем сильнее разреженность, тем меньше ветра (даже быстрые) будут играть роль в охлаждении.
температура в среднем по планете колеблется от -5 до -90. В Антарктиде же без скафандров с обогрением обходятся.

Тепловыделение человеческого тела при слабой нагрузке 120-150 Вт. При активной работе может увеличиваться в разы.

Человек разве может разогреть окружающее пространство выше 37 градусов?
Жарко, но не смертельно.

[Okub62]

Обсуждали недавно: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,25289.msg459972.html#msg459972

[Ssid]

Обсуждали недавно: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,25289.msg459972.html#msg459972

ну не так уж и недавно.
Тем более, что к общему мнению так и не пришли, больше зациклились на перепадах давления, а последнее, что касаемо температуры - предложение в качестве теплоносителя темную материю...
сейчас как-то продуктивней вроде обсуждать начали

[Okub62]

Тем более, что к общему мнению так и не пришли,

Значит ответить на этот вопрос невозможно.

[Foma]

Это меня как раз и интересует - замерзну ли я при этих -200 или нет?

Это, вообще говоря надо считать. Представьте себе, что вы прикрыты от вакуума тонкой алюминиевой бочкой. Надо знать мощность, выделяемую человеческим телом, взять радиус бочки (допустим, в метр) и рассчитать темп высвечивания энергии через поверхность. ограниченную "бочкой", - только излучением. Я бы не сказал, что это совсем тривиальная задача, но если постараться, то можно получить ответ.

На самом деле это довольно тривиально.
Если нет внутренних источников тепла, то эволюция температуры  сводится к уравнению вида:

m*c*dT/dt=-eps*sigma*T⁴*S

где m - масса тела, с - теплоемкость, eps -  степень черноты, sigma -  постоянная Стефана-Больцмана, S - площадь тела

Уравнение легко интегрируется и время остывания от температуры Т₁  до температуры Т₂ выражается формулой 

time=(m*c)/(3*eps*sigma*S)*(1/T₂³-1/T₁³)

Для астронавта в угольно-черном скафандре (eps=0.85, m=100 кг) средней теплоемкостью с=4000 Дж/кг*К  и площадью 2 м², время остывания от 37 до -20 C составит около 11 часов. Для астронавта в блестящем скафандре с внутренними источниками энергии время остывания может составить до нескольких дней.

[Ssid]

Значит ответить на этот вопрос невозможно.

Ну почему, в этом топике никто за замерзание не высказался (да и в том кстати аргументов против явных не было - быстро скатились на обсуждение давления)
у вас есть аргументы за замерзание в космосе или на Луне?

[Ssid]

На самом деле это довольно тривиально.
Если нет внутренних источников тепла...

Это как я понимаю для трупа космонавта 
Но все равно даже здесь время остывания достаточно значительно получается

[Foma]

На самом деле это довольно тривиально.
Если нет внутренних источников тепла...

Это как я понимаю для трупа космонавта 

Добавьте в правую часть источниковый член - постоянное энерговыделение - и проинтегрируйте с ним. Получится эволюция температуры живого космонавта. При определенном выборе параметров он не замерзнет, а наоборот, перегреется (если внутреннее энерговыделение больше потерь на высвечивание).
Правда это довольно сложно организовать, ведь если тепловая мощность космонавта равна 100 Вт, необходим очень блестящий скафандр, с eps<0.1. Или маленький космонавт, с небольшой площадью поверхности.

[L_Pt]

На Марсе – придется, там же есть атмосфера. Разреженная, но ветреная.

Или точнее ветреная, но сильно разряженная )))
ведь чем сильнее разреженность, тем меньше ветра (даже быстрые) будут играть роль в охлаждении.
температура в среднем по планете колеблется от -5 до -90. В Антарктиде же без скафандров с обогрением обходятся.

Про эффективность теплопередачи разреженному воздуху говорить не готов. Но очевидно что добавиться еще один источник к излучению.
И добавлю, что костюмы зимовщиков в Антарктиде по теплоизоляции дадут n очков форы любым существующим сейчас скафандрам.

Тепловыделение человеческого тела при слабой нагрузке 120-150 Вт. При активной работе может увеличиваться в разы.

Человек разве может разогреть окружающее пространство выше 37 градусов?
Жарко, но не смертельно.

Не понял этого высказывания. Окружающее пространство нагреет вряд ли, а вот сам вполне может перегреться выше 41 градуса если не будет испарять воду в окружающее пространство.

[Ssid]

Может модераторам переименовать название на "Холодно ли в открытом космосе, луне и планетах?" ?

[Ssid]

Про эффективность теплопередачи разреженному воздуху говорить не готов. Но очевидно что добавиться еще один источник к излучению.

даже не точный расчет по времени остывания, а просто сравнить теплоемкость разреженного воздуха и обычного, типа "...разреженный марсианский воздух при -80 градусах, так же остужает тело, как и земной при N градусах"

[L_Pt]

Про эффективность теплопередачи разреженному воздуху говорить не готов. Но очевидно что добавиться еще один источник к излучению.

даже не точный расчет по времени остывания, а просто сравнить теплоемкость разреженного воздуха и обычного, типа "...разреженный марсианский воздух при -80 градусах, так же остужает тело, как и земной при N градусах"

Тут надо смотреть не на теплоемкость, а на теплопроводность газов. А там зависимость от давления несколько сложнее.

И мы тут все таки сравниваем с вакуумом, а не земной атмосферой.

[Ssid]

И мы тут все таки сравниваем с вакуумом, а не земной атмосферой.

в принципе можно и с Землей.
Вопрос же как раз в том, что читая про сверхнизкие температуры в космосе, складывается впечатление, что там мгновенно превратишься  в лед.
А тут оказывается, что на Луне проще свариться от жары, а на Марсе при его -80 возможно так же холодно, как на Земле при -20