揭秘中国空间站:如何在极端温度下保持“四季如春”
揭秘中国空间站:如何在极端温度下保持“四季如春”
在太空中,中国空间站如何保持适宜的工作和生活环境?本文将为您揭秘空间站的热控系统,包括被动隔热和主动温控两个方面。
当我们想象太空时,可能会想到浩渺的星辰、迷人的星云和神秘的黑洞。但你知道吗?太空其实是一个极其寒冷的环境,平均温度大约是-270℃。那么太空中的中国空间站是怎样保持“不冷不热”的舒适温度呢?
虽然太空中的温度非常低,甚至许多地方的温度接近绝对零度(-273.15°C),但有趣的是,由于太空是真空环境,没有空气做介质,身处其中并不会直观感觉到环境的“冷”或者“热”。太空中的物体(包括人类自身)因为没有了空气作为介质而不会出现热对流和热传导一说,想要散热吸热便只能通过热辐射,不过热辐射的效率却又是非常低的。于是,即使太空中温度很低,但暴露其中的物体反而会感到自身的热量难以扩散。
打造“四季如春”的太空之家
远在太空中航天器的日子也不好过。因为处于地球赤道上300km上空的人造卫星,有65%~70%的时间都受到太阳的强烈辐射。而位于400km之上的中国空间站,在太阳光直射下的表面温度可达150℃,背阳面温度却低至-100℃。因此,为了维持科学仪器和航天员的工作生活环境,科学家们专门研发了热控系统来保障航天器的正常运行,打造一个“四季如春”的太空之家。
“穿衣”隔热
在设计航天器时,研制人员会特意地为它们设计一身特殊“衣物”。这种“衣物”往往是多层、多材料设计,目的是通过使用高反射率的材料打造多重结构以形成高热阻,达到阻止热量吸收和散失的效果。
涂抹“防晒 ”
为了保障恒温,研制团队还为航天器们涂上一层低吸收——低发射型热控涂层。
简单来说,低吸收就是减弱因吸收太阳热辐射而导致的升温效果,低发射就是减少因航天器内部热量外散而引发的降温因素。外面的进不来,里面的出不去,热控涂层自然就可以有效地保持航天器内外温度的恒定。
开启“空调 ”
除了上述的被动隔热,主动温控也是必不可少的,而这时就要打开航天器的“空调”了。在中国空间站,就是通过液体回路实现控温技术。虽然它没有厚重的室外机,但是通过转移热量制冷的原理却是一脉相承。
通过液体在航天器的各个角落里反复循环,收集起多余的热量,再加热过冷的地方或者统一散热,这样就能保证每块区域的温度都可以保持在理想状态,甚至还能精确控制不同房间的温度。
本文原文来自澎湃新闻