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如果太空溫度在冰點以下的話,那為何衛(wèi)星和國際空間站不會凍結(jié)呢

發(fā)布時間:2019-10-26 13:06:04    

  

因為這不是確切的。

事實上太空是一個止不住的散熱器,意思是你不用加熱就可以永久性地為其提供能量,但由于它同時也是一個出色的絕緣體(真空),意味著你只能緩慢的通過輻射紅外線而向其中散失熱量。

大約是太陽與我們之間的這個距離,陽光足夠明亮,足以將大多數(shù)物體加熱到接近披薩烘烤的溫度,但是陰影一側(cè)將在太空中散失越來越多的能量,并且物體的平均溫度將穩(wěn)定在接近水的冰點(這就是我們在這里的原因)。

因此,對于大多數(shù)在金星軌道和小行星帶之間的任何地方運行的航天器,陽光的過熱是唯一真正擔(dān)心的。航天器可以通過反射絕熱體來解決此問題,有時還可以旋轉(zhuǎn)以使內(nèi)部溫度均勻。

下一個問題是消除航天器攜帶的設(shè)備(有時甚至是乘客)產(chǎn)生的熱量。 這通常需要散熱器,它必須是比較大的,并涂上淺色,以防止自己在太陽光下過熱。 在某些情況下(例如宇航服),水冰升華器可用于散熱,而無需大型散熱器。

如今,隨著你離太陽越來越遠(yuǎn),重點將轉(zhuǎn)移到保持溫暖(使用放射性核熱電發(fā)生器來運行加熱器)和接近太陽,保持涼爽(至少一個靠近太陽探頭的地方在反射型帳篷后面隱藏數(shù)月)。

如果空間在凍結(jié),那么衛(wèi)星或國際空間站為什么不凍結(jié)?

對于國際空間站和其他衛(wèi)星來說,將溫度保持在工作范圍內(nèi)確實是一個主要問題。

正如其他答案所指出的那樣,變得太熱(由于在陽光下和電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量)與變得太冷一樣是一個問題。

這里有各種各樣的維持所需溫度的方法:

使用多層絕緣(MLI)

使用主動冷卻系統(tǒng)

使用加熱器

如果不采取上述措施,電子設(shè)備可能會“凍結(jié)”,甚至結(jié)構(gòu)可能變形或失效(成功案例:ISS Longeron挑戰(zhàn))。

在國際空間站的加壓模塊內(nèi)部(宇航員所在的地方),主要問題是來自所有計算機和其他電子設(shè)備的熱量過多。多余的熱量通過外部主動熱控制系統(tǒng)排出。

對于位于桁架上的ISS設(shè)備而言,“凍結(jié)”是一個潛在的問題,包括機械臂,電池和電源轉(zhuǎn)換器以及所有外部實驗。 因此,所有這些設(shè)備都配有加熱器。 沒有加熱器的外部設(shè)備被認(rèn)為無法使用。

當(dāng)然,“凍結(jié)”并不意味著被冰層覆蓋。 沒有可觀數(shù)量的水或任何其他物質(zhì)形成任何種類的層。 但是,由于不同的材料在冷卻時會以不同的速度收縮,因此電路板可能會破裂,電氣連接也會失敗。

因為太空中沒有空氣,所有加熱和冷卻都是通過輻射發(fā)生的。 這是一個相當(dāng)緩慢的過程,尤其是在斷斷續(xù)續(xù)的情況下(例如,在陰影下需要一段時間的冷卻,然后在陽光直射的情況下進行一段時間的加熱,然后再進行冷卻等)。 我見過許多天的無動力設(shè)備的“熱鐘”。

“熱時鐘”是指在給定軌道位置(β角),設(shè)備在國際空間站上的位置以及設(shè)備本身的熱公差的情況下,無電設(shè)備可以保持“凍結(jié)”的時間。“熱時鐘”是在自動或通過EVA安裝或移動外部設(shè)備時進行計算的,并限制了這些操作所花費的時間。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Red - forbes

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