观众朋友们大家好,欢迎来到我的航天杂货铺。台下的观众是不是很好奇,这些东西貌似跟航天扯不上半点关系呀。其实不然,我这些东西跟航天器的热控系统可是息息相关呢!
就比如这个暖宝宝,欸?难道航天器这样的铁疙瘩也用它?还真是,而且和我们日常用的一模一样。看,为了防止嫦娥5号返回舱落地后,因热胀冷缩产生形变,上面就贴满了暖宝宝。
在地球上尚且可用暖宝宝,可上到太空没有大气层的保护,航天器表面温度最高可达150摄氏度以上,最低可至零下100摄氏度以下。在这种冰火两重天的环境中,航天器又该如何防寒保暖呢?
这多亏了我手上的急救毯,也叫太空毯。金灿灿的一面并不是黄金,而是聚酯薄膜,反面则镀上了铝箔。如果把这种材料做成衣物,当反射膜面向身体时,它能将人体散发的大部分红外辐射反射回来,使身体保持温暖;当把它翻转,可以像反弹披风一样把外界的红外辐射反射出去,使人体保持凉爽。太空毯的成名之战是在1973年,当时国际空间站丢失了部分防护罩,舱内的温度急剧上升,科学家就用太空毯做成了一个临时遮阳罩,渡过难关。时至今日,太空毯不仅是户外活动的必备安全物品,也成为了几乎所有航天器的保温材料。
说到保温,就不得不提到常用的保温壶了。大家知道保温壶的原理吗?它中间有一层真空结构,这样可以大幅度地降低热传导,减少冷热交换。那这跟航天又有什么关系呢?大家想想太空是个什么样的环境呀,没错,一个天然的真空环境。但航天器在多层材料的包裹下难免会夹带空气,因此内层间隔物上都有许多小孔。受到太空中压强的作用,藏在里面的空气,就会通过小孔自动扩散到太空中,这样就形成真空啦。
如此一来,确实杜绝了外部温度的影响,但同时也使得舱内多余的热量散不出去,存在很大的安全隐患,为此航天器普遍会自带散热器。它就像个中央空调,管道遍布在航天器的各个角落。不过这管道里面可不是吹冷暖气,而是装的液氨。液氨的沸点很低,可以迅速地将舱内的热量收集起来,汽化传送到外部的散热片,遇冷凝结成液体又会回到舱内,如此循环往复,从而达到热平衡的效果。
怎么样,我这杂货铺是不是名副其实!事实上航天器的热控方式远不止于此,热控系统仿佛是个冷暖“大管家”,保证了航天器在恶劣的太空环境中平安地遨游苍穹。和热控系统一样,还有许多系统在各司其职,默默地守护着人类探索太空的仪器。
(作者系广东科学中心科普讲解员)