太空零下270℃,空间站却在为散热发愁,道理很多人都想不到

Komentari · 4 Pogledi

我们总觉得,宇宙该是寂静又冰冷的。宇宙平均温度低至零下270.15℃,相关数据清晰显示。说是超级冰库也不为过,它离绝对零度仅差3度。在这样的极寒环境里,空间站最头疼的是怎么把多余的热量排出去,这一点有些

  我们总觉得,宇宙该是寂静又冰冷的。宇宙平均温度低至零下270.15℃,相关数据清晰显示。说是超级冰库也不为过,它离绝对零度仅差3度。在这样的极寒环境里,空间站最头疼的是怎么把多余的热量排出去,这一点有些反常识。

  其实,宇宙的寒冷里颇有学问。太空近乎绝对真空,这便是它冷到极致的原因,比地球上最精密的真空实验室还要空,每立方米空间里平均只有一个原子。靠空气传导或者风吹来吹去带走热量,我们在地球上才能感受到冷热。但这些条件,太空里压根没有。这里没有空气分子当热量搬运工,也没有气流形成的对流,热量传递只剩下辐射这一种方式,和地球的热传递逻辑完全不一样。

  不少人会默认冷环境里肯定要保暖,这个常识到了空间站却完全行不通。各种设备和人员时刻都在产热,空间站内部其实是个实打实的热源窝。产生的废热已超过100千瓦,这是国际空间站日常运转时的情况。100台家用电暖器持续运转的热量总和,也不过如此。

  每个人身体散发的热量大概100瓦,宇航员本身也是行走的热源,散发的热量也大致相当一盏亮堂堂的白炽灯泡。照明、实验器材运转,呼吸时排出的湿气凝结都会产生热量,这些还得都算上。空间站内部其实一直处于升温模式,全因这些热量堆在一起。

  平时我们冬天喜欢扎堆取暖,觉得人多更暖和。人员越多反而越要警惕热量超标,这在空间站里却是事实。而且空间站每90分钟就会经历一次昼夜交替,白天被太阳直射时,强烈的太阳辐射还会额外带来热量,让舱内的热负荷雪上加霜。

  在地球上,热量要散出去很简单,要么通过接触传导,要么靠空气对流,实在不行还有辐射兜底。但到了太空,传导和对流这两条路基本走不通,只能依赖辐射散热,效率低到一个地步,没有门窗的房间里,墙壁是唯一散发热量的途径,速度慢得很。

  空间站外部裹着的多层隔热材料,本来是为了防止热量过快流失,可到了需要排热的时候,这些材料又成了拦路虎,阻碍多余热量向外散发。要是没有专门的散热系统,舱内温度会一直飙升,电子设备会因为过热故障,宇航员的安全也会受威胁。

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