最高150°C、最低
昨日(8月23日)迎来“处暑”节气 又到了一年一度的最高最低 开空调冷、不开空调燥热的最高最低时候 太空也会有这种气温尴尬的时刻吗? 航天员们都是怎么度过夏日的呢? 他们有什么避暑妙计? “忽冷忽热”,冰火两重天 首先,最高最低我们要知道:虽然太空中的最高最低温度的确非常低,甚至许多地方的最高最低温度接近绝对零度(零下273.15°C),但有趣的最高最低是由于太空是真空环境,没有空气当介质,最高最低身处其中的最高最低你并不会直观感觉到环境的“冷”或者“热”。 而没有介质又会导致处在太空中的最高最低物体(包括人类自身)没有热对流和热传导一说,想要散热吸热便只能通过热辐射,最高最低不过热辐射的最高最低效率却又是最低的。 于是最高最低,即使太空中温度很低,最高最低暴露其中的最高最低物体反而会感到自身的热量有些难以扩散。 此外,最高最低虽然像人类这样的个头小的物体热辐射散发出的热量少,但这并不代表太空里没有“大块头”: 恒星 作为太空中最主要的热源之一,恒星每时每刻都在通过热辐射散发出大量的热量,直接暴露在恒星热辐射下的物体,正面温度可能会升高到100°C以上。 因此,虽然太空十分寒冷,但由于恒星热辐射的存在,航天器及航天员们常常要面对冰火两重天的极端环境。 打造“四季如春”的太空之家 远在太空里的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,表面温度可达150℃,背阳面却低至-100℃以下。 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,研制人员会特意为它们设计上一身特殊“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了一层低吸收—低发射型的热控涂层。 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。 例如在中国空间站,就是通过液体回路实现的控温技术。虽然它没有厚重的室外机,不过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。
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