Ruimte is een van de meest extreme omgevingen die je je kunt voorstellen. Boven de isolerende atmosfeer van de aarde worden ruimtevaartuigen blootgesteld aan extreme temperaturen, zowel warm als koud, en een aanzienlijk grotere kans op stralingsschade.
De eerste extreme toestand waarmee een ruimtevaartuig te maken heeft, is de lancering. De raket die het ruimtevaartuig in een baan om de aarde brengt, zal het ook heftig schudden en het met extreem luide geluidsgolven slaan.
Elk van deze verschijnselen kan kwetsbare apparaten vernietigen en daarom bouwen ingenieurs altijd een thermisch en structureel model van het ruimtevaartuig en testen het. Ze simuleren de lanceringsvoorwaarden met behulp van de triltafel en akoestische kamer in ESA's European Space Technology Centre (ESTEC) in Nederland.
Temperaturen in de ruimte kunnen variëren van extreem koud, honderden graden onder het vriespunt tot vele honderden graden boven? vooral als een ruimtevaartuig dicht bij de zon waagt.
Hoewel er geen lucht in de ruimte is, wordt energie gedragen door straling, meestal afkomstig van de zon, die verwarming veroorzaakt wanneer deze wordt geabsorbeerd door ruimtevaartuigen, planeten of andere hemellichamen.
Afhankelijk van waar in de ruimte ze een voertuig willen laten werken, bouwen ingenieurs koelsystemen of isolatoren in.
Echter, in het geval van ESA's komeetjager Rosetta, moet het ruimtevaartuig eerst de hitte van het binnenste zonnestelsel binnengaan, voordat het weggaat naar het ijskoude buitenste zonnestelsel.
Ingenieurs hebben een systeem van 'lamellen' ontworpen dat over de radiatorpanelen van het ruimtevaartuig past. Wanneer Rosetta zich in het binnenste zonnestelsel bevindt, zwaaien de lamellen open, waardoor de radiatoren overtollige warmte in de ruimte kunnen verdrijven.
Later, in het buitenste zonnestelsel, gingen de lamellen dicht, waardoor de warmte binnen bleef. Om ervoor te zorgen dat geïntegreerde schakelingen en computers kunnen werken in de stralingsomgeving van de ruimte, is de afscherming van gevoelige elektronische apparatuur vereist.
Straling in de ruimte kan worden opgesplitst in 'gevangen' en 'tijdelijke' typen. De gevangen deeltjes zijn de subatomaire deeltjes, voornamelijk protonen en elektronen, gevangen door het magnetische veld van de aarde dat de zogenaamde Van Allen-stralingsgordels rond onze planeet creëert.
Het Cluster-kwartet van ruimtevaartuigen is ontworpen om te werken in en onderzoek te doen naar dit deel van de ruimte.
De voorbijgaande straling bestaat voornamelijk uit protonen en kosmische stralen die constant door de ruimte stromen en worden versterkt tijdens de magnetische stormen op de zon die bekend staan als 'zonnevlammen'.
Wanneer deze straling botst met elektronische schakelingen, kunnen ze de inhoud van geheugencellen veranderen, kunnen er valse stromen rond het vaartuig stromen of zelfs computerchips verbranden.
Het bouwen van geïntegreerde schakelingen die de effecten van straling weerstaan, staat bekend als 'ruimteharden'. Meestal gaat het hierbij om het opnieuw ontwerpen van de chips, zodat ze op de een of andere manier worden beschermd tegen de schadelijke straling. Een andere benadering is om de door ruimtestraling veroorzaakte fouten te detecteren en te corrigeren.
Meteoordouches kunnen ook ruimtevaartuigen beschadigen. De kleine stofdeeltjes die ervoor zorgen dat ‘vallende sterren’ enkele kilometers per seconde door de ruimte reizen, kunnen het effect hebben van ‘zandstralen’ grote reeksen vitale zonnepanelen.
Tijdens een storm van de Leoniden, bijvoorbeeld, lieten wetenschappers de Hubble-ruimtetelescoop draaien zodat de zonnepanelen het kleinste oppervlak aan de binnenkomende meteoren presenteerden.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
