最高150°C，最低-100°C——空間站上的航天員如何“避暑”？

又到了一年一度的開空調(diào)冷嗖嗖，不開空調(diào)渾身燥熱的時(shí)候！那么問題來了，你有沒有想過太空也會(huì)有這種氣溫尷尬的時(shí)刻嗎？航天員們都是怎么度過夏日的呢？不開空調(diào)渾身燥熱的時(shí)候！他們有什么避暑妙計(jì)？

“忽冷忽熱”，冰火兩重天

首先，我們要知道：雖然太空中的溫度的確非常低，甚至許多地方的溫度接近絕對零度（零下273.15°C），但有趣的是由于太空是真空環(huán)境，沒有空氣做介質(zhì)，身處其中的你并不會(huì)直觀感覺到環(huán)境的“冷”或者“熱”。

而沒有介質(zhì)又會(huì)導(dǎo)致處在太空中的物體（包括人類自身）沒有熱對流和熱傳導(dǎo)一說，想要散熱吸熱便只能通過熱輻射，不過熱輻射的效率卻又是最低的。

于是，即使太空中溫度很低，但暴露其中的物體反而會(huì)感到自身的熱量有些難以擴(kuò)散。

此外，雖然像人類這樣的個(gè)頭小的物體熱輻射散發(fā)出的熱量少，但這并不代表太空里沒有“大塊頭”：

恒星

作為太空中最主要的熱源之一，恒星每時(shí)每刻都在通過熱輻射散發(fā)出大量的熱量，直接暴露在恒星熱輻射下的物體，正面溫度可能會(huì)升高到100°C以上。

因此，雖然太空十分寒冷，但由于恒星熱輻射的存在，航天器及航天員們常常要面對冰火兩重天的極端環(huán)境。

打造“四季如春”的太空之家

遠(yuǎn)在太空里的航天器的日子也不好過。因?yàn)樘幱诘厍虺嗟郎?00km上空的人造衛(wèi)星，有65%～70%的時(shí)間都受到太陽的強(qiáng)烈輻射。

而位于400km之上的中國空間站，在太陽光直射下，表面溫度可達(dá)150℃，背陽面卻低至-100℃以下。

因此，為了維持科學(xué)儀器和航天員的工作生活環(huán)境，科學(xué)家們專門研發(fā)了熱控系統(tǒng)來保障航天器的正常運(yùn)行，打造一個(gè)“四季如春”的太空之家。

“穿衣”隔熱

在設(shè)計(jì)航天器時(shí)，研制人員會(huì)特意地為它們設(shè)計(jì)上一身特殊“衣物”。

這種“衣物”往往是多層、多材料設(shè)計(jì)，目的是通過使用高反射率的材料打造多重結(jié)構(gòu)以形成高熱阻，達(dá)到阻止熱量吸收和散失的效果。

涂抹“防曬 ”

為了保障恒溫，研制團(tuán)隊(duì)還為航天器們涂上了一層低吸收—低發(fā)射型的熱控涂層。

簡單來說，低吸收就是減弱因吸收太陽熱輻射而導(dǎo)致的升溫效果，低發(fā)射就是減少因航天器內(nèi)部熱量外散而引發(fā)的降溫因素。

外面的進(jìn)不來，里面的出不去，熱控涂層自然就可以有效地保持航天器內(nèi)外溫度的恒定。

開啟“空調(diào) ”

除了上述的被動(dòng)隔熱，主動(dòng)溫控也是必不可少的，而這時(shí)就要打開航天器的“空調(diào)”了。

例如在中國空間站，就是通過液體回路實(shí)現(xiàn)的控溫技術(shù)。雖然它沒有厚重的室外機(jī)，不過通過轉(zhuǎn)移熱量制冷的原理卻是一脈相承。

通過液體在航天器的各個(gè)角落里反復(fù)循環(huán)，收集起多余的熱量，再加熱過冷的地方或者統(tǒng)一散熱，這樣就能保證每塊區(qū)域的溫度都可以保持在理想狀態(tài)，甚至還能精確控制不同房間的溫度。