Không gian là một trong những môi trường khắc nghiệt nhất có thể tưởng tượng. Phía trên bầu khí quyển cách nhiệt của Trái đất, tàu vũ trụ phải chịu sự khắc nghiệt của nhiệt độ, cả nóng và lạnh và nguy cơ thiệt hại do phóng xạ tăng lên đáng kể.
Điều kiện khắc nghiệt đầu tiên mà một tàu vũ trụ phải đối phó là việc phóng. Tên lửa đặt tàu vũ trụ vào quỹ đạo cũng sẽ rung lắc dữ dội và đập nó với sóng âm cực lớn.
Một trong những hiện tượng này có thể phá vỡ các mảnh thiết bị tinh vi và vì vậy các kỹ sư luôn xây dựng mô hình nhiệt và cấu trúc của tàu vũ trụ và thử nghiệm nó. Họ mô phỏng các điều kiện phóng bằng cách sử dụng bàn rung và buồng cách âm tại Trung tâm Công nghệ Vũ trụ Châu Âu ESA (ESTEC) ở Hà Lan.
Nhiệt độ trong không gian có thể dao động từ cực lạnh, dưới hàng trăm độ dưới mức đóng băng, đến nhiều hàng trăm độ trên? đặc biệt là nếu một tàu vũ trụ mạo hiểm gần Mặt trời.
Mặc dù không có không khí trong không gian, năng lượng được mang theo bởi bức xạ, thường đến từ Mặt trời, gây ra sự nóng lên khi nó được hấp thụ bởi tàu vũ trụ, các hành tinh hoặc các thiên thể khác.
Tùy thuộc vào nơi trong không gian mà họ dự định có một chiếc xe để vận hành, các kỹ sư xây dựng trong hệ thống làm mát hoặc cách điện.
Tuy nhiên, trong trường hợp của Rosetta, sao chổi Rosetta, máy bay vũ trụ trước tiên phải dấn thân vào sức nóng của Hệ mặt trời bên trong, trước khi đi vào Hệ mặt trời đóng băng bên ngoài.
Các kỹ sư đã thiết kế một hệ thống ‘louvres, phù hợp với các tấm tản nhiệt tàu vũ trụ. Khi Rosetta ở trong Hệ mặt trời bên trong, các cửa sổ mở ra, cho phép bộ tản nhiệt đẩy nhiệt dư thừa vào không gian.
Sau đó, trong Hệ mặt trời bên ngoài, các cửa sổ đóng lại, giúp giữ nhiệt bên trong. Đảm bảo rằng các mạch và máy tính tích hợp có thể hoạt động trong môi trường bức xạ của không gian đòi hỏi phải che chắn các thiết bị điện tử nhạy cảm.
Bức xạ trong không gian có thể được phân chia thành các loại 'bẫy bị bẫy và ’tạm thời. Các hạt bị mắc kẹt là các hạt hạ nguyên tử, chủ yếu là các proton và electron, bị giữ lại bởi từ trường Trái đất, tạo ra cái gọi là vành đai bức xạ Van Allen quanh hành tinh của chúng ta.
Bộ tứ tàu vũ trụ được thiết kế để làm việc và điều tra khu vực không gian này.
Bức xạ thoáng qua chủ yếu bao gồm các proton và các tia vũ trụ liên tục truyền qua không gian và được tăng cường trong các cơn bão từ trên Mặt trời được gọi là ngọn lửa mặt trời.
Khi bức xạ này va chạm với các mạch điện tử, chúng có thể thay đổi nội dung của các ô nhớ, khiến dòng điện phát ra xung quanh máy bay hoặc thậm chí đốt cháy chip máy tính.
Xây dựng các mạch tích hợp chống lại tác động của bức xạ được gọi là ’làm cứng không gian. Thông thường, điều này liên quan đến việc thiết kế lại các con chip để chúng được che chắn theo một cách nào đó khỏi bức xạ có hại. Một cách tiếp cận khác là phát hiện các lỗi do bức xạ không gian tạo ra và sửa chúng.
Mưa sao băng cũng có thể làm hỏng tàu vũ trụ. Các hạt bụi nhỏ khiến chúng ta nhìn thấy ‘các ngôi sao băng đang di chuyển trong không gian với tốc độ vài km mỗi giây và có thể có tác dụng phun cát vào các mảng lớn của các tấm pin mặt trời quan trọng.
Ví dụ, trong cơn bão Leonids, các nhà khoa học đã chế tạo Kính thiên văn vũ trụ Hubble để các tấm pin mặt trời của nó thể hiện diện tích bề mặt nhỏ nhất cho các thiên thạch tới.
Nguồn gốc: ESA News Release
