Quão frio é o espaço, e quão quente é o sol?

 Vivemos em um universo de extremos.

O sol é super quente, o que não combina exatamente com o quão frio é o espaço. NASA

Por que o espaço é tão frio se o sol está tão quente? Excelente pergunta. Ao contrário do nosso habitat ameno aqui na Terra, nosso sistema solar está cheio de extremos de temperatura. O sol é um bolus de gás e fogo medindo cerca de 27 milhões de graus Fahrenheit em seu núcleo e 10.000 graus em sua superfície. Enquanto isso, a temperatura cósmica de fundo — a temperatura do espaço uma vez que você se afasta o suficiente para escapar da atmosfera úmida da Terra — paira a -455 F. Como isso pode ser?

O calor viaja através do cosmos como radiação, uma onda infravermelha de energia que migra de objetos mais quentes para os mais frios. As ondas de radiação excitam moléculas com as qual entram em contato, fazendo com que aqueçam. É assim que o calor viaja do Sol para a Terra, mas a captura é que a radiação só aquece moléculas e matérias que estão diretamente em seu caminho. Todo o resto fica frio. Tome Mercúrio: a temperatura noturna do planeta pode ser 1.000 graus Fahrenheit menor do que o lado diurno exposto à radiação, de acordo com a NASA.

Compare isso com a Terra, onde o ar ao seu redor permanece quente mesmo se você estiver à sombra — e até mesmo, em algumas estações, no escuro da noite. Isso porque o calor viaja por todo o nosso belo planeta azul por três métodos em vez de apenas um: condução, convecção e radiação. Quando a radiação solar atinge e aquece moléculas em nossa atmosfera, elas passam essa energia extra para as moléculas ao seu redor. Essas moléculas então esbarram e aquecem seus próprios vizinhos. Esta transferência de calor de molécula para molécula é chamada de condução, e é uma reação em cadeia que aquece áreas fora do caminho do sol.

O espaço, no entanto, é um vácuo — o que significa que está basicamente vazio. Moléculas de gás no espaço são muito poucas e distantes para colidir regularmente entre si. Então, mesmo quando o sol os aquece com ondas infravermelhas, transferir esse calor através da condução não é possível. Da mesma forma, a convecção — uma forma de transferência de calor que acontece na presença da gravidade — é importante na dispersão do calor pela Terra, mas não acontece no espaço zero-G.

Essas são coisas que Elisabeth Abel, engenheira térmica do projeto DART da NASA, pensa enquanto prepara veículos e dispositivos para viagens de longo prazo pelo espaço. Isso é especialmente verdade quando ela estava trabalhando na Sonda Solar Parker, ela diz.

Como você provavelmente pode dizer pelo seu nome, a Sonda Solar Parker é parte da missão da NASA para estudar o sol. Ele se aproxima da camada mais externa da atmosfera da estrela, chamada coroa, coletando dados. Em abril de 2019, a sonda chegou a 15 milhões de milhas do inferno, o mais próximo que uma nave espacial já esteve do sol. O escudo térmico projetado em um lado da sonda torna isso possível.

"O trabalho desse escudo térmico", diz Abel, é garantir que "nenhuma radiação solar [tocará] nada na espaçonave". Assim, enquanto o escudo térmico está experimentando o calor extremo (cerca de 250 graus F) da nossa estrela hospedeira, a espaçonave em si é muito mais fria, em torno de -238 graus F, diz ela.

Como engenheiro térmico líder do DART — uma pequena espaçonave projetada para colidir com um asteroide e empurrá-lo para fora do curso — Abel está tomando medidas práticas para gerenciar as temperaturas do espaço profundo. A variação extrema da temperatura entre o vazio gelado e o calor fervente do sol representa desafios únicos. Algumas partes da espaçonave precisam de ajuda para ficar frias o suficiente para evitar o curto-socorro, enquanto outras precisam de elementos de aquecimento para mantê-las aquecidas o suficiente para funcionar. 

Preparar-se para mudanças de temperatura de centenas de graus pode soar selvagem, mas é assim que as coisas estão no espaço. A verdadeira estranheza é a Terra: Em meio ao frio extremo e quente ardente, nossa atmosfera mantém as coisas surpreendentemente leves — pelo menos por enquanto.

Fonte: popsci.com