Ma che caldo fa

Bisogna ammettere che i flatearthers si sono assunti un compito veramente arduo, dal momento che non solo sono in continua ricerca della prova regina della piattezza della Terra (cosa che non troveranno mai), ma devono faticare non poco nel produrre materiale per demolire tutti gli altri temi che dimostrano inconfutabilmente che la Terra è, in realtà, sferica. 

Ad esempio, esiste una campagna denigratoria costante e pervicace atta a denigrare non solo la NASA, ma anche tutte le altre agenzie spaziali (la russa RKA, l'europea ESA, la giapponese JAXA e la canadese CSA) che partecipano alla ricerca scientifica condotta sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) orbitante a 400 km attorno alla Terra.

Oggi vi voglio parlare di uno degli argomenti ammantati di scientificità che potrebbero dimostrare in maniera definitiva che non esiste nessuna ISS in orbita bassa terrestre ma che, invece, si aggiunge alla pila di pseudo prove senza valenza alcuna.

Se l'ISS si trova a 400km dalla superficie terrestre, ovvero nella TERMOSFERA ad una temperatura tra i 500-1500°C, come fanno gli astronauti a non ardere vivi? 

E come fa la stazione spaziale a dissipare tutto il calore emanato dal sole? 

In genere a corredo di queste domande viene presentato il seguente grafico quota-temperatura della stratigrafia atmosferica:

Inoltre, viene sottolineato il fatto che pochi materiali riescono a resistere a temperature così elevate. 

In special modo, il silicio di cui sono fatti i pannelli solari dell'ISS fonde ad una temperatura di circa 1400°C e l'arsenico di gallio, usato anche per il telescopio Hubble e per gli altri satelliti sempre orbitanti nella fascia della termosfera, fonde a temperature ancora più basse.

Quindi, sembra che dobbiamo arrenderci all'evidenza. Dobbiamo constatare che i flatearthers, almeno sulla NASA, hanno ragione.

O FORSE NO?

Forse, come al solito, potrebbe mancare qualcosa di importante nell'equazione terrapiattista che ci permetterebbe di vedere il problema sotto un'ottica diversa, QUELLA GIUSTA?

Come avrete già intuito, la domanda è assolutamente retorica.

Vediamo come mai, pur trovandosi nella Termosfera a temperature altissime, gli astronauti non vengono carbonizzati e la stazione spaziale non fonde.

Il problema sostanziale con la tesi terrapiattista è che si confondono i concetti di TEMPERATURA e CALORE.

Ma come, temperatura e calore non esprimono la stessa cosa? Se aumento il calore non noto un aumento della temperatura?

La risposta è: NON SEMPRE.

Capisco che questa dissociazione tra temperatura e calore sia anti-intuitiva, ma dobbiamo comprenderla.

Partiamo con il definire cosa sono TEMPERATURA E CALORE.

La TEMPERATURA è la MISURA dello stato di eccitazione di una o più molecole. Più le molecole si muovono e si agitano, più la misura di questo movimento aumenta. L'unità di misura generalmente usata per la temperatura è il grado Kelvin (°K) ma, per semplicità, possiamo tranquillamente riferirci al grado gentigrado (°C) o al grado Farehneit (°F) assolutamente equivalenti.

Il CALORE è la QUANTITA' di energia veicolata da un mezzo materico o radiazione elettromagnetica. Quindi, quando parliamo di calore, non è sufficiente parlare della temperatura della materia ma anche, e soprattutto, di QUANTA MATERIA si trova a quella determinata temperatura.

Vi ricordo i tre modi in cui il calore viene propagato, ovvero CONVEZIONE, CONDUZIONE ed IRRAGGIAMENTO.

Gli astronauti che soggiornano nell'ISS sono principalmente sottoposti al calore di convezione trasportato dall'atmosfera rarefatta ionizzata a 400km dalla superficie terrestre e dalla radiazione solare.

Bene, adesso che abbiamo capito cosa sono TEMPERATURA e CALORE, dobbiamo comprendere una cosa fondamentale:

Le elevatissime temperature riportate nella stratigrafia si riferiscono allo stato di agitazione delle molecole ionizzate della Termosfera, le quali, essendo estremamente rarefatte, non sono in grado di ardere o fondere alcunchè.

Pensate che la densità atmosferica nella Termosfera è circa 1 MILIARDO di volte inferiore a quello della Troposfera, ovvero sulla superficie terrestre dove viviamo noi.

Facciamo qualche esempio per riportare la comprensione intuitiva sulla giusta strada.

1) Prendiamo una pentola piena d'acqua e mettiamola sul fornello.

Una volta che l'acqua è arrivata ad ebollizione, avremo la seguente situazione:

Sia le molecole d'acqua nella pentola, che quelle che si sollevano sotto forma di vapore, si trovano ad una temperatura di 100°C.

Eppure, possiamo mantenere per qualche secondo la mano immersa nel vapore che si solleva dalla pentola senza subire danni, mentre se immergiamo la mano nell'acqua bollente ci scotteremo immediatamente con ustioni di vario grado. 

Questo perchè, a parità di temperatura, la quantità di calore veicolata dal vapore è inferiore rispetto a quella trasferita dall'acqua bollente alla mano quando la immergiamo.

2) Lo stesso concetto lo ritroviamo nel principio della SAUNA

L'ambiente umido della sauna raggiunge temperature tra gli 85°C-100°C, eppure nessuno viene cotto a vapore soggiornandovi. Questo perchè il contenuto d'acqua che raggiunge queste temperature è rarefatto (tra il 20% ed il 50% di umidità) e quindi il calore diffuso al suo interno è sopportabile. Nel grafico seguente potete vedere come, se vogliamo aumentare il contenuto d'acqua nella sauna, dobbiamo necessariamente ridurre la temperatura, mantenendo essenzialmente costante il calore.

Per poter fare un bagno di vapore, ad esempio, dobbiamo scendere ad una temperatura tra i 40°C-50°C. (il contenuto d'acqua può salire addirittura all'85% - 90%)

Qualcuno potrebbe sostenere che, comunque, una eccessiva permanenza in una sauna accesa condurrebbe comunque alla morte, perchè il corpo riscaldato del malcapitato tenderebbe, nel lungo termine, a raggiungere la temperatura all'interno della sauna accumulando calore.

Ma esiste una sostanziale differenza tra l'esempio riportato della sauna e la condizione in cui si trova la stazione spaziale. Una persona chiusa in una sauna per un lungo periodo non solo non si trova in condizioni di atmosfera rarefatta spinta, ma tale atmosfera non è nemmeno racchiusa in uno spazio limitato, capace di mantenere l'energia termica prodotta.

Le particelle ionizzate della termosfera non sono minimamente in grado di simulare la condizione di aria a basso contenuto di umidità di una sauna, e questo a prescindere dalla capacità della stazione di dissipare calore per irraggiamento, cosa che al malcapitato nella sauna purtroppo non riesce. Il calore irrisorio trasferito dalle scarsissime particelle alla stazione semplicemente non riesce ad elevare la temperatura della stazione spaziale.

3) Vi presento un'ultimo esempio che, in qualche modo, rapresenta un pò di più quello che è l'effetto delle particelle ionizzate: la sigaretta accesa.

(Sia ben chiaro che il mio intento non è assolutamente quello di invogliare in nessun modo al consumo di sigarette)

Perchè ho tirato fuori la sigaretta? 

Perchè la punta di sigaretta accesa raggiunge anche temperature di 800°C.

Se malauguratamente vi capita di spegnervi una sigaretta sulla pelle, non sarete carbonizzati all'istante, ma avrete semplicemente una antipatica bruciatura locale, seppur dolorosa.

Viene da sè che non serve un sistema di refrigerazione per proteggervi dalla temperatura di 800°C di una sigaretta che vi ustiona la pelle. Basta semplicemente coprirvi in maniera adeguata le parti del corpo a rischio ustione.

La punta della sigaretta non è affatto in grado di trasferirvi il calore necessario ad uccidervi, sebbene parliamo di una temperatura pazzesca di 800°C. 

Perchè vi ho detto che le particelle ionizzate della termosfera si comportano come la punta di una sigaretta?

Perchè è stato rilevato che la termocoperta che copre il portellone di uscita dalla stazione spaziale, presenta delle bruciature da particelle ionizzate, del tutto simili a quelle di una sigaretta accesa.

Così come la punta della sigaretta, le particelle nella termosfera non sono in grado di trasferire calore sufficiente per cuocere gli astronauti come polli allo spiedo, ma è comunque necessario che gli astronauti si proteggano.

Riassumendo: Il riscaldamento termico per convezione dovuto dalle particelle ionizzate nella Termosfera, sebbene a temperature elevatissime, praticamente non esiste

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Parliamo, adesso, dell'altra forma di calore alla quale è sottoposta sia la stazione spaziale che gli astronauti quando vanno in attività extraveicolari:

L'irraggiamento termico da parte del Sole.

L'irraggiamento termico solare è energia termica veicolata mediante le onde elettromagnetiche emesse dal sole.

Il riscaldamento dovuto ai raggi solari è decisamente molto più significativo del calore fornito dalle particelle ionizzate.

Senza ricorrere a calcoli piuttosto complessi per capire l'entità dell'energia per irraggiamento termico, è importante sapere che gran parte delle radiazioni termiche solari vengono riflesse sia dalla superficie bianca della stazione spaziale che dalle tute bianche degli astronauti (albedo).

Quindi, buona parte dell'energia proveniente dal sole per irraggiamento viene riflessa, mentre la restante scalda l'involucro esterno dell'ISS.

Quando l'irraggiamento solare viene a mancare poichè la stazione spaziale entra nella zona d'ombra attorno all Terra, l'ISS può dissipare il calore in eccesso sotto forma di luce infrarossa.


Si viene, così a delineare un ciclo di riscaldamento-raffreddamento bilanciato, che comunque interessa in modo minore l'habitat interno della stazione spaziale, dal momento che la temperatura all'interno della stazione viene mantenuta pressochè costante grazie all'isolamento termico incorporato nella struttura dei moduli ed al sistema di climatizzazione interna.

In generale, le temperature all'interno dei moduli della ISS variano tra i 19°C ed i 27°C.

Per questo non si creano fenomeni di surriscaldamento della ISS.

La chiave di tutto risiede nel fatto che nonostante il vuoto spaziale impedisca alla ISS di raffreddarsi per conduzione, questa può comunque farlo per irraggiamento, cosa, ad esempio, impossibile in un sistema a camera chiusa come possono esserlo una sauna o un forno.

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Anche gli astronauti che escono per missioni extraveicolari possono subire degli sbalzi di temperatura significativi nel caso si trovino esposti alla radiazione solare diretta o meno. 

Per questo motivo, gli astronauti, oltre ad essere equipaggiati di tute spaziali con una riflettività molto alta ed un buon isolamento termico, indossano un indumento di raffreddamento ad acqua per la climatizzazione corporale. 

Il modello in figura, ad esempio, è un indumento indossato dagli astronauti per il raffreddamento ad acqua e ventilazione  corporea (Liquid Cooling and Ventilation Garment - LCVG) che permette di recuperare anche l'umidità del corpo che si forma negli arti e quella dovuta alla respirazione sotto il casco di chi lo indossa, mantenendolo asciutto.

Avete capito perchè i flatearthers, anche in questo caso, non sanno di cosa parlano?

Come consigliato da Paolo, vi rimando per qualche approfondimento sul sistema di isolamento e climatizzazione interna della stazione orbitante al forum astronautico.

http://www.forumastronautico.it/index.php?topic=10796.0