太空空間是一個極端環(huán)境,無重力、無空氣、無法散熱,因此需要特殊的方法來散發(fā)熱量。如何在太空任務(wù)中保持良好的熱平衡是相當(dāng)重要的科學(xué)問題。
太陽能板
運用太陽能板來散發(fā)熱量是非常常見的方法。太陽能板上的光伏電池會吸收過量的熱量,將其轉(zhuǎn)化為能量,并通過通風(fēng)扇、散熱片等部件,將熱量轉(zhuǎn)移到艙內(nèi)的黑體上,由此達到了太空中的熱量散發(fā)。
機器人
機器人將發(fā)揮重要作用,以幫助人類在太空中完成不同的任務(wù),助力太空散熱。機器人可以將散熱片牢固地綁定到空間器表面,并通過舵機和傳感器來控制風(fēng)扇和朝向太陽能板的角度,可以有效控制艙內(nèi)溫度。
液體散熱循環(huán)
液體冷卻循環(huán)系統(tǒng)通常是在大型的空間探測器上使用的,如國際空間站和一些天文遙感衛(wèi)星。液體在循環(huán)管道中流動,并通過熱交換器來交換冷卻劑和航天器內(nèi)的熱。隨著熱量傳輸,液體冷卻劑將吸收熱量,從而減小航天器內(nèi)部的溫度。
材料散熱
復(fù)合材料和其他熱傳遞性能良好的材料可以用作太空任務(wù)中的熱散發(fā)材料。需要在艙內(nèi)與量測器等元器件貼合的位置涂覆泳衣狀的輻射熱釋放材料,在其表面形成鍍層,通過這種隔熱材料方法,將內(nèi)部的熱量遠離設(shè)備,降低其溫度以達到熱量散發(fā)的目的。
真空熱輻射
真空熱輻射散熱機制是太空環(huán)境中熱量傳輸?shù)闹饕问剑@種機制利用真空中熱輻射傳熱的原理,使艙內(nèi)部分子向真空中釋放熱量,從而散發(fā)溫度。通過這種方式傳遞的熱量僅僅相當(dāng)于內(nèi)熱量源的2%左右,但真空熱輻射機制的重要性是不可低估的。
總體而言,太空中保持熱平衡非常關(guān)鍵,各種不同的方法確保科學(xué)任務(wù)圓滿完成。綜合運用各種方式,在保證科學(xué)和航天任務(wù)成功的同時,保護機器和設(shè)備的性能和壽命也是非常必要的。