Dans le vide spatial, les satellites ne peuvent pas utiliser d'air pour refroidir leurs composants électroniques.

La gestion thermique spatiale repose sur les lois de la thermodynamique, particulièrement la loi de Stefan-Boltzmann. Sur Terre, la convection et la conduction dominent le transfert de chaleur, mais dans le vide, seul le rayonnement infrarouge permet d'évacuer l'énergie. Les composants électroniques d'un satellite génèrent une chaleur constante qui, sans évacuation, détruirait les circuits en quelques minutes.Pour gérer ce flux, les ingénieurs de la NASA et de l'ESA utilisent des caloducs (heat pipes) contenant de l'ammoniac. Ce fluide transporte la chaleur interne vers des radiateurs externes peints en blanc ou recouverts de miroirs de quartz. Ces surfaces possèdent une émissivité élevée pour rejeter les infrarouges tout en réfléchissant le rayonnement solaire direct.L'isolation multicouche (MLI), composée de feuilles de Kapton ou de Mylar aluminisé, agit comme un thermos géant. Elle empêche la chaleur du Soleil de pénétrer et maintient la chaleur interne durant les éclipses. Sans ces systèmes sophistiqués, les instruments de précision comme ceux du télescope James Webb ne pourraient pas fonctionner à leurs températures opérationnelles critiques.En orbite basse, un satellite passe du plein soleil à l'ombre totale environ toutes les 45 minutes. Ces cycles thermiques violents imposent des contraintes mécaniques énormes sur les matériaux. La survie d'une mission dépend donc autant de sa capacité à rester au frais qu'à conserver sa propre chaleur interne.