Vệ tinh vũ trụ đều mặc 'áo giáp' bằng vàng?

Các vệ tinh vũ trụ đều "mặc áo khoác" vàng - Ảnh: Science ABC

Lớp "áo khoác" ấy là gì, có vai trò gì với các vệ tinh?

"Áo giáp" chống thời tiết khắc nghiệt

Thông qua những số liệu đo ở một số nơi, các nhà khoa học cho rằng nhiệt độ tương đối của không gian bên ngoài vũ trụ dao động khoảng -270,42 độ C - bằng với nhiệt độ của bức xạ phông vi sóng vũ trụ.

Không gian vũ trụ vô cùng lạnh, tuy nhiên theo trang Science ABC, xét trên một góc độ nào đó, vũ trụ không phải một vật thể nên không có nhiệt độ cụ thể.

Ngoài ra, những vật thể trong vũ trụ như hành tinh, các vì sao, sao băng, vệ tinh luôn có một nhiệt độ nóng lạnh khác nhau làm cho nhiệt độ trong không gian có thể thay đổi trong chớp mắt.

Do đó vệ tinh, tàu vũ trụ khi đi vào không gian thực hiện nhiệm vụ cần có những "áo giáp" chuyên biệt để thích ứng với nhiệt độ khó lường trong vũ trụ.

Có thời điểm 2 bên của trạm vũ trụ quốc tế ISS lại có nhiệt độ khác nhau - Ảnh: Science ABC

Ví dụ trạm không gian vũ trụ quốc tế ISS luôn có một thiết bị đặc biệt có vai trò giữ nhiệt độ thích hợp nhất trên trạm, không lên quá cao cũng như quá thấp.

"Áo giáp" này vô cùng cần thiết vì lắm lúc ISS có thể hứng chịu nhiều loại thời tiết khắc nghiệt trong cùng một lúc chẳng hạn có trường hợp một bên rất nóng, một bên rất lạnh.

Không phải vàng mà là nhôm

Tàu thăm dò Huygens đang được phủ MLI lớp bên ngoài - Ảnh: ESA

Một trong những bí quyết giúp vệ tinh giữ nhiệt độ tốt nhất chính là miếng MLI (Multi-layer Insulation). Đây là một miếng cách nhiệt nhiều tầng có tác dụng ngăn thất thoát nhiệt qua quá trình bức xạ nhiệt.

Trong không gian, những thay đổi về nhiệt chỉ xảy ra bằng hình thức bức xạ nhiệt, còn truyền nhiệt hay đối lưu gần như không xảy ra trong môi trường gần giống như chân không như ngoài không gian.

Miếng MLI thực hiện rất tốt vai trò ngăn thất thoát nhiệt do bức xạ nhiệt. Ngược lại, với những nguyên nhân thất thoát nhiệt khác, MLI không có tác dụng.

Các nhà khoa học có thể khoác thêm nhiều miếng MLI để tăng cường hiệu quả cách nhiệt.

Cận cảnh các lớp của một MLI - Ảnh: Alamy

Về cấu tạo, MLI tạo thành từ rất nhiều tấm phim có tính phản xạ nhiệt tốt làm giảm tối đa quá trình hấp thụ nhiệt lẫn thất thoát nhiệt. Các tấm phim này thường ghép lại với nhau thành những lớp lớn hơn, tuy nhiên yếu tố then chốt phải có khối lượng nhẹ thích hợp cho công việc ngoài không gian.

Các nhà khoa học tạo tấm "áo giáp" MLI bằng nhiều chất liệu khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như nơi vệ tinh sẽ hoạt động có nhiệt độ ra sao, có nhiều ánh sáng hay không hay MLI sẽ bảo vệ vật thể gì?

Tuy nhiên, hầu hết các tấm phim MLI đều có thành phần được cấu tạo bằng những loại nhựa như Polyimide hay Polyester với những miếng nhôm bao bên ngoài.

Sau đó, những tấm phim này được ghép lại với nhau tạo thành những miếng lớn hơn. Giữa các lớp được cho thêm thành phần cách điện.  

Lớp MLI bên ngoài tàu thăm dò sao Hỏa - Ảnh: NASA

Nhôm là kim loại giữ nhiệt tốt lại có khối lượng nhẹ nên được ưu tiên sử dụng trong MLI. Màu vàng trên các vệ tinh không phải từ vàng thật mà chính là màu vàng từ nhôm. Ở đây, nhôm được làm bằng công nghệ lắng đọng thể hơi sang thể rắn.

Ngoài ra, tàu vũ trụ cũng có thể sử dụng MLI như một tấm màng đầu tiên chống lại tác dụng của bụi vũ trụ. Khi đó một hay một vài lớp MLI sẽ được thay thế bằng những kim loại có khả năng chống chịu về vật lý tốt hơn.