¿Por qué la Estación Espacial Internacional tiene una luz que mira hacia abajo?

Hay algunas luces de posición en la nave espacial visitante a la Estación Espacial Internacional (ISS), que también se duplican como indicadores de que la nave espacial visitante acoplada a la estación tiene energía y razones similares. Y el Canadarm2 tiene luces para que pueda operarse de forma remota/CCTV también cuando la estación está a la sombra de la Tierra, y tienen luces dentro de la estación para que los astronautas/cosmonautas puedan ver, y parte de esta luz se reflejaría hacia el Tierra cuando alguien está en la Cúpula apuntando hacia el nadir y sus persianas protectoras están abiertas. Pero ninguna de estas luces es lo suficientemente poderosa como para verlas desde al menos 410 km (254 millas), que es la altitud orbital actual de la estación y sería la distancia mínima entre usted y la estación cuando orbita directamente sobre el observador, y la mayoría de ellos parpadean.

Sin embargo, lo que se puede ver desde el suelo es esto:

Lo que quizás no sea más conocido es que los conjuntos de paneles solares de la estación tienen dos caras para recolectar también parte de la luz solar reflejada en el albedo de la Tierra (lo que nuestro planeta refleja del Sol). Generan aproximadamente hasta 120 kW de potencia (en promedio unos 84 kW) que necesita la gran cantidad de equipos de la estación, soporte vital, experimentos,... para funcionar. Almacena el exceso de energía recolectada en baterías para cuando la estación no genera energía eléctrica con su energía fotovoltaica (de ahí viene ese promedio, inferior a su salida máxima), pero lo que es más importante para su pregunta, son aproximadamente del tamaño de un Campo de fútbol de Estados Unidos:

                       Fuente de la imagen y crédito: Estación Espacial Internacional - Hechos y Cifras

Entonces, lo que ve es, de hecho, lo que @GWP menciona en su respuesta, incluso si comenzó como una respuesta bastante vaga de una línea. ¿Como podemos estar seguros? Simple. La estación simplemente no tiene suficiente energía para hacer funcionar esas luces lo suficientemente potentes y grandes como para ser vistas desde el suelo, ya que incluso con una eficiencia del 100 % consumirían aproximadamente la misma cantidad de energía que la estación genera con su propia eficiencia fotovoltaica de muy por debajo del 50% (sí, se les debe una actualización si quieren ejecutarlo hasta 2024 y ejecutar aún más experimentos). El resto de la luz incidente del Sol se refleja principalmente y parte se absorbe como calor que necesita ser irradiado al espacio. Pero querría tan poco de esta absorción de calor, ya que la transferencia de calor por convección realmente no funciona en el vacío cercano en la órbita terrestre baja (LEO), por lo tanto, los paneles solares usan un revestimiento que coincide con su eficiencia y refleja el resto en longitudes de onda; no es tan eficiente para convertir la luz solar incidente en electricidad. Y si puede utilizar menos del 50 % de la luz que tiene disponible y refleja la mayor cantidad posible del resto... bueno, puedes hacer los cálculos.

La luz que ve es la luz del sol reflejada en los enormes conjuntos de energía solar de la estación, y solo puede ser visible cuando las condiciones de observación son lo suficientemente oscuras para que el punto brillante de la estación no se pierda en el fondo iluminado por el sol, y los conjuntos reflejan la luz del sol hacia usted. , así que cuando la estación no está a la sombra de la Tierra. Cuando la estación apenas entra en la sombra de la Tierra, y si era visible antes, también puede observarla visualmente desvaneciéndose lentamente en la sombra con sus propios ojos. Esa es otra prueba de que no mantiene las luces lo suficientemente fuertes como para ser vistas desde la superficie, si el hecho de que no hay absolutamente ninguna buena razón para hacerlo no es una prueba suficiente por sí sola.

Aquí hay cuatro fotogramas de la estación que muestran dos naves espaciales Soyuz acopladas a ella entrando en la sombra de la Tierra como se ve desde una de las cámaras orientadas hacia atrás del Experimento de visualización de la Tierra HD de la ISS (haga clic en las imágenes para ver versiones más grandes):

Esto sucede aproximadamente cada 93 minutos en la estación, o cada vez que completa una de sus órbitas. Excepto durante el período de alto ángulo beta de la estación, cuando es posible que no entre en la sombra de la Tierra y su órbita permanezca más o menos alineada con el terminador día/noche de la Tierra durante unos días más o menos. Para obtener más información sobre todo esto, lea, por ejemplo:

• ¿Puedo ver la ISS desde la superficie a simple vista?

• ¿Puedes distinguir la forma de la ISS a simple vista mientras pasa por encima?

• ¿Con qué frecuencia se alinea la órbita de la ISS con el terminador día/noche?

Bien, entonces, ¿por qué blanco si los paneles solares de la estación reflejan un color marrón dorado por sí solos? Simplemente por la intensidad de la luz solar reflejada en comparación con el fondo más oscuro del atardecer o el amanecer cuando la estación se puede ver a simple vista. Cuando la estación está en el proceso de entrar en la sombra de la Tierra y/o su ángulo beta (el ángulo entre el Sol, la estación y el observador) es menos profundo, y los paneles solares de la estación giran para recolectar la mayor cantidad de luz solar hacia el Sol. , la cantidad de esta luz reflejada también será menor, el haz de luz también perderá parte de su intensidad a través de la atmósfera a través de un proceso conocido como difracción atmosférica (ver la otra pregunta vinculada), y tus ojos podrán distinguir más los colores precisamente. También aparecerá un poco más amarillento en esos momentos.

Para reafirmar un poco mi último punto, considere esta captura de cuadro del Experimento de visualización de la Tierra HD de la ISS que muestra paneles solares en dos naves espaciales visitantes Soyuz acopladas a la estación y que reflejan la luz solar incidente en diferentes ángulos:

Como puede ver, los paneles solares en realidad no son blancos, pero debido a la intensidad de la luz solar reflejada, el conjunto de la nave espacial Soyuz principal aparece de color blanco brillante. No es exactamente blanco como tampoco lo es la longitud de onda promedio de la luz emitida por nuestro Sol por intensidad, y la luz reflejada incluye el componente de color de los materiales utilizados en los paneles, pero para todos los efectos, está lo suficientemente cerca.

No es una luz eléctrica; lo que estás viendo es la luz del sol reflejada por los paneles solares. Es por eso que solo puede verlo durante los pases cercanos al anochecer y al amanecer: el sol aún no se ha "puesto" desde la altitud de la estación espacial.

De http://nasa.gov/vision/space/travelinginspace/f_skywatch.html

La Estación Espacial es uno de los objetos hechos por el hombre más visibles en el cielo, porque refleja la luz del sol y, a menudo, parece una estrella que se mueve lentamente.

La ISS está cubierta con material altamente reflectante para ayudar a regular su temperatura. No es tan fácil irradiar energía en el espacio, el vacío es en realidad el mejor aislante conocido por la ciencia. Entonces, cuando la luz del sol incide en la estación, lo mejor es evitar que la mayor parte de su energía sea absorbida, por lo que todo es de color blanco brillante. También hay radiadores gigantes por la misma razón. Están allí principalmente para evitar que los paneles solares se sobrecalienten, porque en realidad son las únicas cosas en la ISS que no son de color blanco brillante, son de un color cobrizo oscuro. Los radiadores también ayudan a enfriar el resto de la estación. Debido a que los paneles solares están inclinados para captar mejor la luz, rara vez reflejan mucha luz hacia el suelo. En la mayor parte,

Hay una serie de fotos en línea tomadas con telescopios de la ISS que pasan cerca del anochecer o el amanecer. La siguiente es de dominio público y fue tomada por Ralf Vandebergh. En él, las secciones luminosas están en el truss principal y los módulos hab.

Y aquí hay enlaces a varios más con derechos de autor: Uno de la Agencia Espacial Europea

Otro de Vandebergh que apareció en Wired

Y varios de Thierry Legault

Cuando la ISS refleja la luz solar de los paneles solares hacia el suelo, lo que se ve es una llamarada, y puede ser muy brillante. Esto es lo que dicen al respecto en el sitio web del Planetario Hayden :

Y como beneficio adicional, la luz del sol que se refleja directamente en los paneles solares a veces puede hacer que la ISS parezca "destellar" brevemente en brillo hasta una magnitud de -8; ¡más de 16 veces más brillante que Venus!