¿Por qué el parabrisas del Tesla Roadster no se agrieta ni se rompe en el espacio?

El automóvil está en el lado del sol del espacio como se ve por el destello de la lente. Esto significa que el automóvil absorberá grandes cantidades de radiación, calentando el automóvil a más de 250 grados centígrados. El parabrisas de un automóvil comenzará a resquebrajarse a unos 120 grados centígrados, y lo más seguro es que no sobreviva a 250 grados centígrados. Los satélites necesitan radiadores especiales y una cubierta especial debido a estas altas temperaturas, pero este automóvil no tiene nada que ayude con la dispersión del calor. El automóvil también viaja por el espacio a más de 12 millas por segundo. Pero el parabrisas del coche no tiene grietas ni siquiera después de cuatro horas. Además, si el automóvil gira como se mencionó (la sombra se enfría en el espacio / el sol se calienta), ¿no crearía esto otro problema? El parabrisas estaría en expansión térmica en un lado y en contracción en el otro, entonces ¿por qué no se agrieta? y romper?

"nos dicen que el espacio tiene puntos calientes y fríos o temperaturas muy altas y muy bajas cada 20 millas más o menos" averigüe quién le dijo esto y no vuelva a escucharlo nunca más.
Las partes negras se calentarían mucho por la radiación del sol. Pero el parabrisas no es negro, es incoloro y transparente y absorberá muy poca radiación y por lo tanto se calentará mucho menos.
Entonces, ¿está diciendo que el espacio no tiene puntos calientes y fríos cada 20 millas más o menos? ¿Cuánto diría que se calentaría y enfriaría rápidamente el parabrisas mientras viaja a 12 millas por segundo, mientras gira en el espacio?
@Mitch, ¿tal vez no recuerdas las capas térmicas de la atmósfera en lugar del vacío espacial?
Seguramente a medida que el automóvil gira de un lado hacia el sol y luego hacia la sombra, el automóvil se calentaría y enfriaría rápidamente, ¿no rompería esto el parabrisas? Incluso si el parabrisas absorbe poca radiación, el parabrisas está unido a un automóvil que se calienta y enfría rápidamente.
@Mitch, ¿por qué crees que es tan rápido? El automóvil está a la misma distancia del sol que la Tierra, por lo que la luz del sol es similar a un día soleado de verano. Y el enfriamiento dista mucho de ser rápido sin aire (no tiene los 3 radiadores especiales), por lo que pronto alcanzará cierto equilibrio térmico dependiendo de la velocidad de rotación y la temperatura probablemente cambiará muy poco después de ese punto.
Se necesita una cita sobre esos bajos niveles de tolerancia al calor del parabrisas. Los interiores de los automóviles pueden calentarse rápidamente en muchas ocasiones a temperaturas bastante altas, y 120 F no está del todo descartado. De hecho, hay algunas áreas del mundo que superan los 110 F con bastante frecuencia.
Cuando el coche se calienta rápidamente, el calor se transfiere muy lentamente al parabrisas porque la conductividad térmica del vidrio es muy baja. Es posible sostener un tubo de vidrio en una llama con las manos desnudas. Un extremo está al rojo vivo, el otro extremo no quema la mano.
@Nathan, lo siento, estoy hablando de 120 grados centígrados, no F
@Uwe, pero el parabrisas en realidad está sujeto por el marco que cambiaría de rojo caliente bajo el sol a frío helado en la sombra. Seguramente si el entorno del parabrisas cambia constantemente de temperatura, ¿haría que el área que está sujeta en los alrededores se rompiera, lo que a su vez causaría problemas para el resto del parabrisas? Supongo que dependería de qué tan rápido giraba el auto.
@jkavalik, creo que el espacio está a más de 250 grados centígrados mientras está a la luz del sol, como lo estaba el automóvil en el video y por debajo de - 250 grados centígrados en la sombra, seguramente el automóvil gira de un lado a otro mientras viaja a más de 12 millas por segundo, ¿provocaría grandes fluctuaciones de temperatura?
@Mitch: ¿sabes qué tan caliente es "al rojo vivo"? Para el acero es de unos 800 a 1000 °C.
@Mitch space no tiene temperatura de la forma en que lo entiendes. No existe un medio para "mantener" una temperatura. Todas las transferencias de calor ocurren a través de la radiación, que es bastante "ineficaz" en comparación con estar en la atmósfera.
@jkavalik Si es cierto que la radiación es ineficaz en comparación con la atmósfera, ¿por qué los satélites necesitan radiadores especiales y una cubierta especial?
@Mitch porque la electrónica necesita temperaturas más bajas para funcionar y se calienta cuando funciona. Y para quitar ese calor se necesitan los radiadores y son grandes precisamente porque no son muy efectivos.
He votado para cerrar ya que la pregunta se basa en suposiciones muy incorrectas.
@Mitch Los satélites y las naves espaciales necesitan radiadores específicamente porque no es posible un enfriamiento rápido en el espacio. El espacio es un muy buen aislante y no hay brisa para refrescarte, así que una vez que estás caliente, te mantienes caliente, hasta que te enfrías (muy lentamente) por la radiación del cuerpo negro. Por lo tanto, necesita los radiadores para evitar que la electrónica y la tripulación mueran por su propio calor residual. El roadster, sin tripulación, sin electrónica y sin energía de ningún tipo, está siendo calentado por el sol de manera lenta y uniforme, y el lado del vehículo en la sombra está irradiando lentamente ese calor como un carbón caliente.
@Uwe También la Luna es muy negra. Se calienta hasta alrededor de 120C en un día de 2 semanas. Espero más o menos lo mismo para el Tesla.
Es posible que el parabrisas ya esté "roto" si no está agrietado. Una de las respuestas especulativas a space.stackexchange.com/q/25262/6241 es que la neblina posiblemente podría ser el parabrisas que se deslamina y, por lo tanto, refleja/refracta la luz de manera diferente.
@Uwe El soplado de vidrio generalmente se realiza entre 870 y 1,040 ° C según wikipedia

Respuestas (2)

El Tesla Roadster no está experimentando temperaturas de 250°C.

Esta respuesta a otra pregunta muestra que en la órbita terrestre habrá un poco más de 0°C, similar a ti y a mí:

¿Cuál es la temperatura típica de un satélite que orbita alrededor de la Tierra?

El gráfico clave de esa respuesta muestra que cerca de Marte habrá alrededor de -80 ° C

No estoy muy seguro de esto, ese parece ser el principal problema con respecto a la física y el espacio. Hay tanta información contradictoria de los llamados expertos en estos campos, cuando se mira más profundamente en los temas, nada de eso tiene sentido.
@Mitch Si su "experto" realmente le dijo "Nos dicen que el espacio tiene puntos calientes y fríos o temperaturas muy altas y muy bajas cada 20 millas más o menos", necesita mejores expertos. Creo que estás recordando mal una discusión sobre cómo los satélites pueden girar lentamente para equilibrar el calentamiento.
@ceejayoz, recuerdo haber leído esto en un sitio diferente, por alguien que parecía saber de qué se trataba, sin embargo, esta no es la única información contradictoria que he leído sobre el espacio o la física. Para ser completamente honesto, si observa las respuestas que he dado anteriormente, en comparación con algunas de las otras respuestas sobre temas similares en este sitio, también encontrará mucha información contradictoria sobre las propiedades de calentamiento y enfriamiento del espacio. Esto hace que sea difícil para una persona de mi conocimiento limitado encontrar quién está dando buena información o quién quizás está dando mala información.
@Mitch Solución simple: priorice la información de expertos verificables, fuentes científicas revisadas por pares, etc. sobre personas aleatorias en Internet.
ceejayoz, ¿diría que la siguiente información es correcta: cambios de temperatura increíblemente extremos? Justo después de la atmósfera superior de la Tierra, el número de moléculas de gas cae precipitadamente a casi cero, al igual que la presión. Esto significa que casi no importa transferir energía, pero tampoco importa amortiguar la radiación directa que proviene del sol. Esta radiación solar calienta el espacio cercano a la Tierra a 393,15 kelvins (120 grados Celsius o 248 grados Fahrenheit) o ​​más, mientras que los objetos sombreados caen en picado a temperaturas inferiores a 173,5 kelvins (menos 100 grados Celsius)
@Mitch, la radiación solar no puede "calentar el espacio", ya que el espacio es exactamente "nada" y no se puede calentar. Si el coche no girara y mantuviera un lado mirando hacia el sol, la temperatura de esa superficie sería bastante alta, pero la temperatura "promedio" de todo el coche, teniendo en cuenta las partes sombreadas, seguiría siendo bastante baja. Y debido a que el automóvil gira, la temperatura real de la superficie se mantiene mucho más cerca de ese promedio. La Luna se calienta bastante durante el "día", pero mucho más fría durante la "noche", y solo porque estos últimos 14 días cada uno, si la Luna rotara más rápido, sería menos extremo.
"calienta el espacio" no tiene sentido. El espacio no es nada, el vacío. Si sigue una definición estricta de temperatura como "la temperatura de un gas es en realidad una medida de su energía cinética promedio, y la energía cinética de una partícula está relacionada con su velocidad", podría decir que los gases muy difusos en el borde de la atmósfera de la Tierra tenía una temperatura alta, pero esto no tiene sentido desde el punto de vista operativo porque hay muy pocas partículas para transferir calor a un objeto de tamaño decente.
@Organic Marble, bueno, esto fue escrito en un sitio llamado Scicing Temperatures-outer-space-around-earth, esto es lo que estaba diciendo antes, la física y el espacio pueden ser muy confusos cuando tienes personas a las que yo llamaría expertos, todas dando diferentes información.
Entonces, solo para aclararme las cosas, estamos diciendo que el parabrisas de un automóvil estándar no se agrietará ni se romperá en el espacio debido al ciclo térmico rápido, el automóvil en el espacio no tendría un ciclo térmico rápido, ya que se mantendría a las mismas temperaturas. en la tierra, el giro del automóvil lo ayuda a permanecer a una temperatura constante como la de la tierra. Un automóvil que viaja por el espacio a más de 12 millas por segundo mientras gira en un momento hacia el sol y al siguiente momento alejándose del sol, no causaría la fractura del parabrisas.
@Mitch sí, no hay nada "rápido" en el calentamiento y el enfriamiento, por lo que las temperaturas oscilan lentamente alrededor del equilibrio durante la rotación. Y la velocidad de movimiento no tiene efecto en el calentamiento ni en el enfriamiento.
@jkavalik, gracias por toda su ayuda con las preguntas que tenía. Siento que he aprendido mucho más sobre el espacio a través de las muchas buenas respuestas que he recibido aquí, todavía me resulta difícil aceptar que el marco negro del parabrisas no se calentaría ni enfriaría lo suficiente como para dañar el parabrisas. Voy a dejarlo aquí agradeciendo a todos los que han respondido para ayudarme a entender el espacio un poco más. Todas sus respuestas son realmente apreciadas.

No se agrieta ni se rompe, porque está hecho de material inorgánico. El químico Richard Sachleben afirma en este artículo de Life Science ¿Sobrevivirá el roadster de SpaceX al espacio ? Que el parabrisas tardará mucho en decolorarse y desmoronarse en relación con cualquier material orgánico del automóvil (asientos de cuero, llantas de goma) y solo comenzará a hágalo cuando el plástico del parabrisas comience a descomponerse. Él cree que los orgánicos durarán alrededor de un año, pero no da conjeturas específicas sobre el vidrio.

No creo que esto responda la pregunta. No se trataba de la degradación continua del material causada por el vacío o la radiación, se trataba de ciclos térmicos rápidos. Tome una fuente de vidrio del horno inmediatamente en un poco de agua fría y se romperá, inorgánico o de otra manera. No creo que Tesla esté pasando por los ciclos rápidos que OP cree, pero ese es otro problema.
El OP preguntó por qué el parabrisas no se agrieta ni se rompe. Encontré la poca ciencia que se ha impreso sobre este tema. Si la exposición a las hipotéticas temperaturas extremas no rompe la ventana en los primeros momentos de su vuelo, entonces el reloj de la degradación comienza a correr. Sí, evito la conversación sobre hipotéticos problemas de temperatura y, en cambio, proporciono evidencia contra el título de la pregunta. SI el título hubiera incluido ... debido a los cambios temporales, no habría agregado mi respuesta.
"No se agrieta ni se rompe, porque está hecho de material inorgánico" ¿Significa esto que el metal o el vidrio nunca se agrieta ni se rompe?
@OrganicMarble buena pregunta. No, sabemos que el vidrio y los metales se agrietan y se rompen todo el tiempo, pero el roadster no lo hará debido a que solo está en el espacio. SIN EMBARGO,... si el parabrisas fuera golpeado por un micrometeorito, casi definitivamente se agrietaría, rompería, rompería, vibraría y se sacudiría; Pero probablemente no sea salsa, robot o robo boogie, pero por supuesto, la evidencia contradictoria siempre es bienvenida.
@Mitch ¿Responde esto a tu pregunta?
¿Por qué el parabrisas del Tesla Roadster no se agrieta ni se rompe en el espacio?
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