Het is in de ruimte gemiddeld ongeveer -270 graden Celsius, wat slechts iets boven het absolute nulpunt ligt (-273,15 graden Celsius). Dat klinkt als één vaste temperatuur, maar in werkelijkheid hangt de kou in de ruimte sterk af van waar je bent en of je in de zon staat of in de schaduw.
De reden dat ruimte zo koud is, heeft te maken met de afwezigheid van materie. In de atmosfeer van de aarde draagt lucht warmte over. In de vrijwel lege ruimte is er nauwelijks materie om warmte te geleiden of vast te houden. Warmte kan alleen nog via straling worden overgebracht, en zonder zon in de buurt koelt alles razendsnel af.
Hoe koud is het in de ruimte rond de aarde?
Rondom de aarde, waar het Internationaal Ruimtestation (ISS) zich bevindt op zo’n 400 kilometer hoogte, loopt de temperatuur sterk uiteen. Wanneer het ISS in de schaduw van de aarde zweeft, is de temperatuur in de omringende ruimte ongeveer -150 graden Celsius. Zodra het ISS in direct zonlicht komt, kan de temperatuur aan de buitenkant oplopen tot wel +120 graden Celsius. Dat verschil van meer dan 270 graden vindt soms plaats binnen één omloopbaan van 90 minuten.
De buitenkant van het ISS moet dus enorme temperatuurwisselingen doorstaan. Daarom is het station bekleed met speciale isolerende materialen en reflecterende folies om de temperatuur binnenin stabiel te houden, rond de 20 tot 25 graden Celsius.
Temperatuur verder van de zon: hoe kouder hoe verder
Hoe verder je van de zon verwijderd bent, hoe kouder het wordt. Op de afstand van Mars is de gemiddelde temperatuur op het oppervlak al rond de -60 graden Celsius, met uitschieters naar -125 graden ’s nachts. Op de afstand van Jupiter, veel verder van de zon, zakt de temperatuur in de ruimte verder weg. Eenmaal voorbij de buitenste planeten en in het interstellaire medium, de ruimte tussen de sterren, kom je uit op die gemiddelde -270 graden Celsius van het zogenoemde kosmisch achtergrondstralingsveld.
Die achtergrondstraling is een overblijfsel van de oerknal en zorgt ervoor dat de temperatuur in de ruimte niet precies op het absolute nulpunt zit, maar er net iets boven. Het absolute nulpunt is de laagst mogelijke temperatuur: -273,15 graden Celsius, ofwel 0 kelvin. Op die temperatuur beweegt geen enkel deeltje meer.
Wat betekent dat voor astronauten?
Een astronaut die zonder bescherming aan de ruimte wordt blootgesteld, zou niet direct doodvriezen. Dat klinkt misschien vreemd. Het probleem is namelijk dat warmte in een vacuüm alleen via straling wordt afgegeven, en dat is een langzaam proces. Een veel groter gevaar is het gebrek aan zuurstof en de drukloosheid. Die zijn binnen seconden dodelijk. Het invriezen zou daarna pas langzaam volgen.
Ruimtepakken beschermen astronauten tegen de extreme kou én de hitte van de zon. Ze houden de lichaamstemperatuur stabiel door een combinatie van isolatie, ventilatie en koelsystemen. Een moderne ruimtepak is in feite een draagbaar klimaatsysteem.
Absolute nulpunt versus de praktijk
Het is goed om onderscheid te maken tussen twee dingen: de temperatuur van de ruimte zelf (het vacuüm) en de temperatuur van een object in de ruimte. Het vacuüm heeft technisch gezien geen temperatuur op de gebruikelijke manier, omdat er nauwelijks deeltjes zijn. Wetenschappers beschrijven de temperatuur van de ruimte daarom via de kosmische achtergrondstraling, en die komt neer op ongeveer 2,7 kelvin, oftewel -270,45 graden Celsius.
Een object in de ruimte, zoals een satelliet of een steen, heeft wél een meetbare temperatuur. Die hangt volledig af van hoeveel straling het opvangt en hoeveel het zelf uitstraalt. In de schaduw koelt het snel af richting die -270 graden. In direct zonlicht kan het flink opwarmen.
Kortom: de ruimte is bijna zo koud als het maar kan worden, maar de precieze temperatuur die jij als astronaut of ruimteobject ervaart, hangt volledig af van je positie ten opzichte van de zon. Die combinatie van extreme kou en extreme hitte maakt ruimtevaart technisch een enorme uitdaging.
