Según varias fuentes , se espera que el escudo térmico del JWST supere los 85 °C. La temperatura media de la Tierra es de solo 15 °C, por lo que es unos 70 °C más alta a aproximadamente la misma distancia del sol. Supongo que la razón es que las capas sucesivas del escudo térmico reflejan el calor hacia la Capa 1, en lugar de permitir que se difunda por toda la nave espacial, además del calor generado por los componentes activos de la propia nave espacial.
Es decir, asumo que la citada temperatura de 85 °C refleja el hecho de que el lado del sol es una combinación de colector de energía, reflector de energía y radiador térmico (aunque reconozco que el escudo también está diseñado para descargar el calor por los lados). también). Sin embargo, ninguna de las fuentes que he consultado dice que ese es realmente el caso. ¿Alguien puede confirmar esta teoría o dar una explicación correcta?
En un nivel más básico, el área superficial de una esfera es cuatro veces su área iluminada aparente, mientras que el área superficial de una hoja plana es el doble de su área iluminada aparente. Dado que la potencia radiada es la cuarta potencia de la temperatura, uno esperaría que una hoja plana alcanzara una temperatura absoluta más alta por un factor de la cuarta raíz de dos, o una temperatura de 70 °C.
La respuesta real es, por supuesto, mucho más compleja. Ni la Tierra ni JWST son cuerpos negros. Entonces, la temperatura dependerá no solo de la geometría, sino también de la capacidad de absorción/emisividad de las superficies en las diversas longitudes de onda relevantes. ¿Quizás otros contribuyentes puedan proporcionar más detalles?
La respuesta aceptada es correcta en términos del cálculo de una lámina plana que absorbe en un lado mientras irradia desde ambos (un factor de superior), pero en realidad no responde a la pregunta original.
(Por cierto, los números no son exactamente 70 °C o 85 °C: incluso si JWST estuviera a la misma distancia del Sol que la Tierra y, por lo tanto, experimentara el mismo flujo, la temperatura solo sería de 331 K, y en su posición en donde el flujo solar es del 97% (1317 Wm ) de eso en la Tierra sería 328K, o 55°C.)
Sin embargo, la respuesta no tiene en cuenta que la primera capa del escudo refleja el 90% de la radiación solar entrante. Debido a esto, si la única fuente de calor fuera el Sol, el lado caliente de JWST sería más frío que la Tierra a 185K, no más caliente.
La pregunta original es correcta: la fuente de calor adicional es el propio telescopio (más específicamente, el autobús de la nave espacial con las computadoras, la electrónica, etc.), y el parasol también actúa como un sistema de enfriamiento [1], además de recolectar algo de calor. energia del sol.
Incluso entonces, aunque el presupuesto de energía total para JWST es solo 2kW [2], el 10% de la radiación solar incidente (200kW en total sobre el área del parasol), no es suficiente para elevar tanto la temperatura. El punto es que los informes de los medios son (algo) engañosos: no es todo el escudo térmico el que alcanzará los 85 °C, sino algunas "partes de Webb en el lado caliente" [3], las más cercanas al bus del sistema y otros componentes. como los radiadores.
[1] https://webb.nasa.gov/content/observatory/sunshield.html
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