- Tieteenhistoria on hyvin mielenkiintoista luettavaa. Nykyisiin tieteen teorioihin ja malleihin päätyminen on vaatinut paljon työtä, jota ei välttämättä osaa arvostaa tuntematta historiaa.
Matka voi olla mielenkiintoisempi kuin määränpää. - "Se on kuussa miinus parisataa astetta, jos jätetään visiiri ulos yöksi."
Jep, jolloin visiirin sisälläkin on sama lämpötila. Ohuen polykarbonaattikerroksen sisä- ja ulkopintojen välillä ei voi olla suurta lämpötilaeroa.
Elävän avaruuslentäjän ollessa avaruuspuvun sisällä on visiiri ulkopinnaltaan asteen tai kaksi kylmempi kuin mitä kypärän sisällä oleva kaasu sattuu olemaan. Muuten sen sisäpinta huurtuisi läpinäkymättömäksi. - Gemini - avaruuslennoilla visiiriin tiivistyi vettä ja joku sen lentosarjan avaruuskävely jouduttiin jopa sen vuoksi keskeyttämään. Jos katsoo googlella hakusanoilla gemini eva suit tuolloin käytettyä avaruuspukua niin huomaa helposti, että visiirin pinta ei ole metalloitu vaan täysin läpinäkyvä. Tuolloin lämpösäteily saa sen ulkopinnan ja sitä myöten myös sisäpinnan jäähtymään, jolloin hengitysilman ja hien vuoksi puvussa oleva kosteus tiivistyy sisäpintaan. Se siis vastaa ylempänä laskemaani esimerkkiä, jossa emissiviteetti on 1 ja lämpösäteilystä aiheutuva lämmönhukka luokkaa 360 W/neliömetri.
Myöhemmissä puvuissa otettiin käyttöön visiirin ulkopinnan metallointi ja kosteuden kerääminen pois puvuista. Metalloidut visiirit tunnistaa siitä, että ne näyttävät ulospäin hieman samanlaiselta kuin peiliheijastavat aurinkolasit. - Arvioin itse laskelmaan perustuen, että visiirin ulkopinta on suunnilleen saman lämpöinen kuin avaruuspuvun kypärän sisällä oleva ilma.
Jos mielestäsi laskelmassani visiirin ulkopinnan lämpötilasta on virhe niin ole hyvä ja kerro mikä se virhe on ihan tarkasti. Visiirin emissiviteetin vaihtelu vaikuttaa sen ulkopinnan lämpötilaan alle kymmenen asteen verran. Tuossa vieläpä arvioin tapauksen, jossa visiiri on varjon puolella eli siihen ei osu Auringon valoa ollenkaan.
Visiirin ulkopinnan lämpötila ei tietenkään voi olla -100°C sillä muuten kosteus jäätyisi sen sisäpintaan. Ajatus siitä että se olisi -270°C on älytön, ellei avaruuspuvun sisällä ole sama lämpötila. - Se onkin minun kritiikkiäni Windowsin myöhemmistä versioista. Olen itse seiskaa käyttänyt pitkään XP:n jälkeen ja siihen ollut monessa suhteessa varsin tyytyväinen. Jopa niin tyytyväinen, että en ole viitsinyt lähteä Linux -
virittelyn tielle. Tilanne muuttui vasta kympin pakkomainostuksen yhteydessä ja nyt, kun MS käytännössä esti Win7 asentamisen uusimmilla prosessoreilla varustettuihin koneisiin.
Win10 muut kuin Pro version käyttäjät ovat täysin pakkopäivitysten armoilla. Pro on hinnaltaan tuplat Home - versioon nähden, joten suurin osa taviksista käyttää tietenkin home - versiota.
En myöskään halua ohjelmia, jotka olisi vuokrattava käyttöön vuosi kerrallaan. Officesta minulla on vanha versio, joka toimii edelleen hyvin. Kun se lakkaa aikanaan toimimasta niin siirryn kotikäytön osalta kokonaan LibreOfficeen. En tarvitse fiitsöreitä vaan toimivan tekstinkäsittelyohjelman ja taulukkolaskentaohjelman.
Telemetria on periaatekysymys. Minun käytössäni olevan tietokoneen ei tule kertoa ulospäin muuta kuin sen mihin minä annan luvan. Ei Microsoftin tarvitse tietää sitä mitä minä koneeseeni asennan tai mitä sillä teen. En myöskään halua tietoa uusista ohjelmista, joita MS haluaisi minulle myydä. Se on mainostusta ja sitä lajia saan nauttia jo muutenkin tarpeeksi.
Ikävää, että ohjelmalle "Windows 10 firewall control" on tarvetta Microsoftin itsensä harrastaman toiminnan vuoksi. - Auringon halkaisija on 1.39 miljoonaa kilometriä.
Maan ja Auringon välimatka on siis 150/1.39 = 108 Auringon halkaisijaa eli mittakaavasi mukaan 108*0.20m = 21.6 metriä. - Aurinkoa on jo kauan mitattu tutkalla Maan pinnalta. Tämä artikkeli on vuodelta 1964 eli yli 50 vuoden takaa.
http://ieeexplore.ieee.org/document/1138340/
http://adsabs.harvard.edu/full/1966ApJ...146..356J
Tuon mukaan mittauksia oli tehty jo vuonna 1961. Kun Auringosta saa tutkaheijastuman niin kaiun viive suoraan kertoo Auringon tutkasignaalia heijastavan osan ja Maapallon välisen etäisyyden.
Mittauksissa käytettiin varsin matalia taajuuksia. Vuoden 1961 mittauksessa taajuutena oli 38 MHz kun tutkasignaalit yleensä ovat paljon korkeammilla taajuuksilla. - Laita kirja kiertoon. Viidessäkymmenessä vuodessa tietoa on tullut niin paljon lisää että tuo on auttamattomasti vanhentunut.
- Vaimennuksen lukuarvot eri taajuuksilla löytyvät esimerkiksi täältä:
https://en.wikibooks.org/wiki/Engineering_Acoustics/Outdoor_Sound_Propagation - Vapaassa tilassa edetessään ääniaalto vaimenee suhteessa etäisyyden neliöön pistemäisestä äänen lähteestä. Tämän lisäksi ilma vaimentaa ääntä sitä voimakkammin mitä korkeammasta taajuudesta on kysymys.
Taajuudella 200 kHz ultraäänen vaimennus ilmassa on tavanomaisen 1/r^2 matkavaimennuksen lisäksi noin 7 - 9 dB/m. Kymmenen metrin päässä ääni matkavaimennuksen lisäksi vaimentunut 70 - 90 dB ja kahdenkymmenen metrin päässä vaimennus on 140 - 180 dB. Naapurin kaikuluotain ei siis toimi ilmassa eikä ilmaa pitkin etenevää ääntä kuule edes herkällä mittarilla kahdenkymmenen metrin päässä.
Nykyisellään lähinaapureiden kyttäykseen sopii parhaiten terahertsialueen sähkömagneettinen säteily. Sillä näkee poliisin iskuryhmä seinän takana olevan hengitysliikkeetkin. - Suosittelen luettavaksi kirjaa
M. Minnaert: Maiseman valot ja värit
Sieltä löytyy ymmärrettävä selitys monille mielenkiintoisille luonnossa näkyville valoilmiöille. - Kirjoitapa Googlen hakukoneeseen DIY ferrofluid
Noilla hakusanoilla löytyy reseptejä ja ohjeita. - Aikoinaan jo vuonna 1672 astronomi nimeltään Cassini mittasi samanaikaisesti Marsin suunnan tähtiin nähden kahdesta tuhansien kilometrien päässä toisistaan olevasta paikasta. Suuntien eron perusteella hän sai Marsin etäisyyden Maasta selville. Tämä on sama periaate kuin stereonäössä, jossa ihminen voi arvioida silmillään kohteen etäisyyden. Toistamalla mittaus eri vuodenaikoihin saadaan myös Maan radan halkaisija selville kun Mars ja Maa kiertävät Aurinkoa eri tahtiin.
- Suuruusluokkavertailu: Jos meillä olisi noin 0.1 mm halkaisijainen eli mikroskooppinen uraanipallo, niin sen tilavuuden sisältämää tyhjiön energiaa vastaisi koko tunnetun maailmankaikkeuden täyttävä uraanipallo (halkaisija noin 90 miljardia valovuotta).
- Jos mennään kvanttimekaniikan puolelle niin sitten tyhjiön määritelmästä saadaan ulos kaikkea kivaa ja ristiriitaista. Teoria valosta eli kvanttisähködynamiikka (QED) edellyttäisi, että tyhjiön energiatiheys olisi käsittämättömän suuri eli noin 1E113 J/m^3.
Vaikka tyhjiön täyttäisi uraanilla ja räjäyttäisi tuon uraanin kaavan E=mc^2 mukaisesti suoraan energiaksi niin tyhjiön energiatiheys samassa tilavuudessa ylittäisi räjähdyksestä saadun energiamäärän noin tekijällä 1E92 eli 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000-kertaisesti (luvussa siis 92 nollaa).
Ongelmaa kutsutaan nimellä tyhjiökatastrofi. Se on todellinen ongelma siksi, että QED on muuten niin hyvin toimiva teoria. Tuohon ongelmaan törmätään kun yritetään sovittaa yhteen kvanttimekaniikkaa ja yleistä suhteellisuusteoriaa. Ristiriita on repinyt fyysikoiden sieluja jo kauan. - Tyhjiön määritelmä riippuu tilanteesta. Yleensä puhutaan tyhjiöstä tarkoittaen sitä, että kyseisessä tilassa ei ole ainetta eli massaa eli pääasiassa atomeita (vetyatomeita tai niiden ytimiä eli protoneita). Elektroneja tai positroneita tyhjiössä on harvemmin niin paljon, että niiden massalla olisi merkitystä ja kaikki muut alkeishiukkaset ovat joko lähes massattomia, vuorovaikuttavat hyvin vähän tai ovat hyvin lyhytikäisiä.
Ne kentät joista kirjoitit tarkoittavat yleensä sähkömagneettista kenttää. Sillä ei ole massaa vaikka sillä onkin energiaa. Vain poikkeustilanteissa sitä on avaruudessa niin paljon, että se vaikuttaisi tyhjiön ominaisuuksiin merkittävästi. - Ulkopintaan muovin läpi tulevan tehon on oltava sama kuin minkä pinta säteilee avaruuteen lämpösäteilynä. Käytetään Stefan-Boltzmannin lakia apuna. Oletetaan, että visiirin ulkopuolella on avaruutta absoluuttisen nollapisteen lämpötilassa eli että visiiriin ei tule avaruudesta yhtän tehoa takaisin. Tässä laskussa on käytettävä absoluuttisia lämpötiloja eli kelvin - asteikkoa. Nollan celsiuksen lämpötila on noin 273 K.
P = emissiivisyys*SB_vakio*A*T2^4
missä SB_vakio on Stefan-Boltzmannin vakio 5.67E-8W/m^2K^4,
A = pinta-ala,
ja T2 on pinnan lämpötila Kelvineinä.
S-B lain mukaan jos pinnan emissiivisyys on 1 (musta kappale tai pinnoittamaton muovi) niin 10 C eli 283 K lämpöinen ulkopinta lähettää absoluuttisen kylmään avaruuteen lämpösäteilyä 363 W/m^2. Tuosta tulisi aiemman perusteella lämpötilaeroksi neljän millin paksuisen visiirin muovipinnan sisä- ja ulkopintojen välille vaivaiset seitsemän astetta eli muovin sisäpinnan lämpötila olisi 17 astetta.
Lasketaan miten visiirin kultapinta muuttaa tilannetta. Otetaan arvaus emissiviteetille vaikkapa 0.1 jolloin lämpövirta olisi edelliseen verrattuna kymmenesosa. Lämpötilaero visiirin sisä- ja ulkopinnan välillä olisi vastaavasti alle yksi aste. Jos sisäpinta olisi noin 20 C niin ulkopinta olisi vastaavasti noin 19 C. Lämpövuoto olisi luokkaa alle 40 W/m^2. Jokainen 10 cm x 10 cm kokoinen pinta-ala visiiriä vuotaisi noin 0.4 wattia lämpöä.
Kuten tuosta huomataan ei visiirin ulkopinnan tarvitse kestää hirmuista kylmyyttä vaikka avaruus on kylmä. Avaruuden tyhjiön ansiosta se on erittäin hyvin lämpöeristetty. Se toimisi jopa ilman kultapinnoitetta mutta silloin lämmönhukka olisi suurempi ja kosteuden tiivistymisen riskin vuoksi sitä todennäköisesti olisi lämmitettävä sisältäpäin. Kullattuna lämmitystä ei tarvita. - Olkoon meillä pinta-alaltaan A suuruinen palanen visiiriä. Sen sisäpinnan lämpötila on T1 ja ulkopinnan lämpötila T2.
Lämmönjohtavuuden perusteella voidaan suoraan laskea, että
P = (k*A/d)(T1-T2)
missä
P = lämpövirta pinnan läpi Watteina
k = lämmönjohtavuus 0.2 W/mk
d = paksuus 0.004 m
Jos tuohon sijoittelee numeroita niin huomaa, että P= 400 W per neliömetri suuruinen lämpövirta visiirin läpi aiheuttaisi sisä- ja ulkopintojen välille lämpötilaeron T1-T2 = 8 astetta. - Kysymys kuuluu: Kuinka kylmä on avaruuspuvun visiirin ulkopinta ja kuinka suuri on visiirin ulkopinnan ja sisäpinnan välinen lämpötilaero?
Laskeskellaan visiirin lämpövuotoja sen perusteella mitä siitä tiedetään. Avaruuspukujen visiiri on valmistettu polykarbonaattimuovista. Sen paksuus d on luokkaa 1/8 tuumaa eli jotakin 3 ... 4 mm väliltä. Arvataan että 4 mm eli d=0.004m. Tuon tiedon löytää netistä.
Polykarbonaatin lämmönjohtavuus huoneenlämpötilassa on jotakuinkin k=0.2W/mK.
Pinnoittamattoman polykarbonaatin terminen emissiivisyys on luokkaa 0.9 eli varsin lähellä mustan kappaleen emissiivisyyttä. Kiillotetun kultapinnan terminen emissiivisyys on luokkaa 0.025 eli hyvin pieni. Visiirin kultapinnoitteen emissiivisyys on jotakin noiden väliltä. Voisi arvata että se on esimerkiksi 0.1.
Oletetaan, että visiirin ulkopuolella on pelkkää absoluuttisen kylmää avaruutta. Sieltä ei siis tulisi takaisin yhtään lämpösäteilyä. - Kysymys esitettiin tietenkin oletuksella, että tuntemamme luonnonlait ovat voimassa. Niihin luonnonlakeihin ainakin toistaiseksi kuuluu erityinen suhteellisuusteoria ja sen kuvaamat lainalaisuudet.
Kaavat eivät selitä sitä, miksi valon nopeutta ei voi ylittää vaan sen, miten nopeus käyttäytyy tuntemamme fysiikan puitteissa. Kysymykseen "miksi?" on yleensä paljon vaikeampi vastata kuin kysymykseen "miten?".
Suhtis itsessään ei vastaa kysymykseen "miksi valon nopeus on maksiminopeus". Se vastaa rajoitetusti kysymykseen "Jos valon nopeus on maksiminopeus niin mitä siitä seuraa". Valon tyhjiönopeuden ylittämättömyys on suhtiksessa lähtöoletuksena, jota tähän mennessä ei yrityksistä huolimatta ole onnistuttu todistamaan vääräksi.