天氣轉涼,航天器的“冬季衣櫃”大揭秘

立冬剛過,天氣轉涼,大家都在添衣保暖。但你知道航天器怎麼保暖嗎?精密複雜的航天器同樣怕凍,一起來看航天器們的“冬季衣櫃”↓↓↓

“帥得掉渣”的羽絨服

看過火箭發射的人一定都好奇過,爲什麼有的時候火箭會“掉渣”?這些“渣”其實是火箭發射前覆蓋在整流罩上的保溫層,整流罩中的衛星/飛船、衛星/飛船上的設備還有一些推進劑都特別的“嬌貴”,既不能太熱,更不能太冷。

△圖片來源:中國航天科技集團

而進入冬季之後,我國多個發射場晝夜溫差極大,尤其是酒泉衛星發射中心,夜間氣溫低點時刻能觸及零下20攝氏度!

所以科研人員爲航天器專門設計了薄薄的一層“羽絨服”,中間填充的不是絨毛而是低密度保溫泡沫塑料,可以隔絕外界水氣,幫航天器保溫。由於這層“羽絨服”自重很輕,所以發射時就會化成“渣”掉落,順便幫火箭減負了。

那既然這層羽絨服

上太空的時候要脫掉

是不是說

上了太空就不需要保暖了?

錯!

地球冷 太空冷且熱

由於沒有大氣層的保護,在太陽光線直射下,宇宙中的航天器表面溫度最高可達150℃以上,而當航天器運行到背陽面時,溫度最低可達-100℃以下。在這種“冰火兩重天”的太空環境中,爲保證航天器正常工作,就需要熱控系統來實現溫度的控制。

熱控方式一:打造“中央空調”

在天和核心艙和問天實驗艙中,流體迴路都遍佈在航天器的各個角落,通俗點講,就類似於我們家裡的“暖氣管”,通過特殊液體在管路內的往復循環,將艙內設備以及航天員生活產生的熱量收集起來,通過迴路帶到相應的設備和結構中,給過熱的地方散熱,給過冷的地方加熱,實現散熱和補熱功能。同時還能精確控制不同“房間”的溫度,保持溫度的均勻和穩定,可謂是量身打造的“中央空調”。

熱控方式二:“太空防曬霜”

從神舟十二號起,神舟系列飛船都塗上了一身銀閃閃的新型塗層,這是一款神奇的“太空防曬霜”——低吸收-低發射型熱控塗層。

低吸收,顧名思義就是塗層材料自身具有較低的太陽光吸收特性,可有效減弱太陽輻照導致的溫度升高。低發射,則是指塗層具有較低的紅外發射率,可有效阻隔飛船內部向外部深冷環境的輻射漏熱,避免艙內溫度的不斷降低。熱控塗層就像一層“防曬霜”,有效保障飛船在長期的極端高低溫環境下的運行,讓艙內處於適宜的溫度範圍。

熱控方式三:穿上太空的隔熱“外衣”

除了在發射時會脫掉的“羽絨服”外,航天器還會穿一層帶到太空上去的“外衣”。

航天器“外衣”面料的選擇大有講究,都是根據科學原理精心設計的,不同特點的面料適應了航天器的不同需要。天舟四號的貨物艙和推進艙的“外衣”,就分別被設計爲灰色和白色兩種不同的顏色。貨物艙需要提供適宜航天員生活的溫度,相對較高,因此就給它穿上灰色“外衣”,能夠多吸收太陽光熱量。而推進艙中主要是設備,需要更低的環境溫度,因此給它穿上白色“外衣”,多反射太陽光熱量。

此外,天舟四號“外衣”的內部採用多層隔熱組件設計,由高反射率的膜和支撐膜的滌綸網組成,可以重複疊加形成多重結構,裡面的熱量經過反射膜層層反射,很難滲出表面,就能形成很高的熱阻,防止熱量散失。

回了地球還要趕快“添衣”

△嫦娥五號返回地球后穿上“暖寶寶”

在返回地球進入大氣層時,航天器的部分防熱措施會逐漸被燒蝕掉,當航天器內搭載有重要設備或者科研樣品時,在落地後還要趕快穿上一件用多層隔熱材料製成的防寒服。畢竟,誰還不是個寶寶呢!

應對嚴寒

就連高科技的航天器

都要注意保暖

進出地球時及時增減衣物

小夥伴們冬天出門

也要注意穿得暖和一點哦!