在炎熱的
夏天
,人們總是想要尋找一處涼快的場所歇息,
隨著全球變暖,
地球能夠避暑的地方逐漸變少,外太空成了一些人嚮往的地方。
太空真的比地面涼快嗎?其實還得分情況!在
冰火兩重天
的太空中,空間站是如何保持“四季如春”的?
太空的溫度
太空當中,
沒有大氣的保護
,所有的人造物體都是直接吸收
太陽的輻射
。
在輻射的
正面
,物體的溫度能達到100攝氏度以上,而
背面
則是能低到零下100攝氏度。
要說涼快在
某些地方
也確實比地面涼快,就是有些涼快過頭了。
面對冰火兩重天的環境,空間站的建造也不得不使用特定的
材質
,抵禦太空中的溫度差。
空間站的建造
材料
倒是能夠經得住考驗,但是也得考慮
許多因素
,比如未來宇航員可能會登陸空間站進行補給,站內溫度必須適合
人類生存
。
不僅如此,在我國的航天規劃當中,
空間站要實現航天員駐留常態化和長期化
。
如何隔絕外界傳遞的溫度,讓空間站保持
“四季如春”
,成了科學家們要重點考慮物件。
說不定,在更遠的未來,人類還要到外太空去避暑呢。
飛船的“防曬霜”
飛船在發射到太空之後,會立刻開始運動,這不是由於引力的作用,
而是為了讓飛船的表面都能夠均勻地接收到太陽的輻射,控制飛船表面的溫差在較小的範圍。
不過這也帶來了
諸多不便
,在神舟十二號飛船發射之前,我國的航天領域一直存在這樣一個問題。
飛船執行任務的過程當中,面臨著多個飛船之間
重疊
在一起的情況,飛船的部分位置長期處於陰影當中,無法很好接收到來自太陽的輻射。
小部分船體
長時間
保持在零下100多攝氏度的環境當中,嚴重影響飛船的執行和裝置的
靈活性
。
部分船體又長期處於
輻射
當中,溫度較高,產生幾百度的溫差,容易減少裝置的
使用壽命
,在外太空當中,
對裝置進行維修保養,又是一件很麻煩的事情
。
為了解決這個問題,科學家們
日夜堅守
奮戰,
終於研發出了一款適合飛船的“防曬霜”--熱控塗層
。
這款
“防曬霜”
的原理與地球
大氣
的作用類似,在接收太陽輻射的時候,能夠將輻射當中的部分熱量吸收儲存下來。
飛船某些部位處於陰影當中的時候,這些部位的“防曬霜”再次
發揮作用
,將接受的輻射熱量反饋出來,讓飛船的溫度不會太低。
有了這樣一層“防曬霜”,就可以讓飛船長時間停留在一個地方進行
作業
,大幅度減少了因溫差帶來的損失。
當然光有一層“防曬霜”還是不夠的,“防曬霜”只能保證外部的溫度位置在儀器所能接受的範圍,當
溫度傳遞
到了內部之後,依舊無法適合人類居住。
在此基礎上科學家又研發了一層“外衣”
。
打造隔熱材料
高科技隔熱材料能夠阻攔航天器表層傳遞的
溫度
,使內部與表層形成兩個獨立的溫度空間。
針對航天器的
不同部位
,採用的隔熱材料顏色有所不同。
比如宇航員的駕駛艙當中,就採用的是灰色隔熱材料,這樣在有效隔絕
外界溫度
的同時,本身還能夠微量地吸收一些熱量,供給內部溫度。
其他非生活的區域,
採用的是白色材料,反射太陽的光熱
,完全阻隔外界的溫度。
此外,在設計上,科學家採用的是高反射率的膜組成的材料,再經過重複的
疊加
,形成多層反射結構。
如此厚重的反射膜,即便是太陽的輻射,也能輕鬆“反彈”。
在保溫性方面,經過層層的反射膜疊加,艙內的溫度很難
傳遞出去
,溫度在觸碰到反射膜之後,又反饋到艙內,防止熱量散失。
我國的航天器
天舟四號
圍繞地球一圈的時間是90分鐘,在這段時間之內,天舟四號必須要經歷太陽的輻射面和陰影面。
90分鐘之內,
天舟四號經歷的“冰火兩重天”的次數為十四次
,科學家在天舟四號上裝載的“大衣”。
其
效果
十分顯著,天舟四號按照這樣的方式,運行了好幾年的時間,它內部的儀器裝置並未受到明顯的損壞。
可問題又來了,光是依靠“防曬霜”以及隔熱材料,人類無法
精準的調節
艙內的溫度。
有的時候,
艙內溫度能夠達到40攝氏度左右
,當宇航員想要一個涼爽一點的環境,這時該怎麼辦呢?
太空中的“中央空調”
空間站當中的“中央空調”,與人們平時認識的中央空調有所差異,主要體現在
執行的原理
上。
平時大家使用的中央空調原理是
液體汽化
之後,輸送到各個區域製冷,然後又透過壓縮機進行制熱,
壓縮機
將外界的低溫轉化為高溫氣體,達到升溫的目的。
而太空站內的“中央空”,
則是透過特殊液體來調節站內各個區域的溫度
,科學家稱其為流體迴路。
特殊的液體分佈在空間站的各個角落,它們在空間站內
迴圈往復
,當遇到溫度過高的時候,液體會吸收站內的溫度。
在遇到過冷區域的時候,液體又會將吸收的溫度
釋放
出來,使得空間站內永遠保持一個合適的溫度。
當然,想要調節空間站內的溫度範圍,只需要調整分佈在空間站當中的
特殊液體
。
同時根據液體的流向和範圍,還可以給特定的房間打造
不同的溫度
,甚至有條件的情況下,
人類還可以在房間當中蒸桑拿。
這種溫度調節的手段,可謂是名副其實的“中央空調”。
作為我國最大宇宙空間實驗倉,問天航天器承載了許多散發高熱量的
儀器裝置
,對我國的熱控技術要求極高。
對此我國在問天航天器上裝載了
三套特殊溶液
,將收集到的熱量散射到外太空當中。
實驗表明,
問天航天器裝載的溶液可以供給數千瓦載荷裝置的執行
,解決了溫度過高對迴路系統的影響。
三種調控溫度的方式齊下,空間站內自然是四季如春。
太空溫度
值得一提的是,
太空本身
的溫度(270℃)趨近於絕對零度,只有處於太空當中的物體,接收到太陽輻射的時候,才能產生高溫。
處於真空狀態下,
”一無所有“
的太空是如何產生溫度的呢?
物體之所以能夠產生溫度,是由於內部的
分子
接收到能量之後,分子活躍程度來決定物體的溫度,
處於絕對零度下,分子不再運動,所以不會有比絕對零度更低的溫度存在。
以此類推,太空既然比絕對零度
高3℃
,那麼當中應該存在分子,那麼這些分子從何而來呢?
有科學家推測,宇宙當中散佈著來自大爆炸時期留下的
塵埃
,這些塵埃極其微小,但真實存在,它們當中的分子很不活躍,
吸熱性差
,才導致太空的溫度低到零下270℃。
也有科學家認為,其實這些溫度是宇宙當中的
暗物質
在“作祟”,要知道宇宙當中,
暗物質佔據了25%以上,它們看不見摸不著,像是“幽靈”一般。
而且暗物質本身的分子也並
不活躍
,基本不與其他分子發生反應,由此,在太陽的輻射下,只能吸收3℃的溫度,讓太空高於絕對零度,也顯得合情合理。
更多的科學家偏向於後者,畢竟暗物質太過
神秘
,在當中存在著無限的
可能性
。
相信,隨著
人類技術
的進步,
太空的秘密會被盡數揭開
。