当我们想象太空时,可能会想到浩渺的星辰,迷人的星云和神秘的黑洞。
但你知道吗?太空其实是一个极其寒冷的环境,平均温度大约是-270℃。

不过,并不是太空中每个地方都有这么低的温度。太空中的温度差异非常大,这取决于物体是否受到来自恒星的辐射。例如,太空中的空间站,太阳照射的向阳面会很热,表面温度最高可达 150℃,而背阳面则很冷,最低会低于-100℃。之所以会有这么大的差异,主要是因为太空中与地球上的传热方式有着很大的不同。

中国空间站
我们知道热传递有三种基本方式:热传导、热对流和热辐射。
热传导是指物体之间通过接触传递热量;热对流是指流体(液体或气体)通过运动传递热量;热辐射是指物体通过发射或吸收电磁波传递热量。
在地面环境中,这三种方式都能有效进行。然而,在太空中,由于没有空气和其他介质,传导和对流几乎不存在,只有辐射一种传热方式。这就意味着,在太空中,物体只能通过发射或吸收电磁波来调节温度。

这对于航天器来说是一个巨大的挑战。因为航天器在运行过程中会产生大量的热量,同时也会接受来自太阳的辐射。如果热量不能及时散发出去,就会导致航天器过热甚至损坏。
同时,航天器也要避免对外辐射过多热量。特别是处于太阳背阴面的时候,以免温度过低。因此,航天器需要设计一套有效的温度控制系统,来维持航天器上的仪器设备正常工作所需的适宜温度。
在航天器的研制过程中,还有一项至关重要的试验——热真空试验,即模拟太空环境,对航天器及其各系统进行综合测试。这个过程的目的是确保航天器在真实的太空环境中能够正常运行,完成预定任务。
地面上的热真空试验是验证航天器在太空中性能的主要手段,其重要性不言而喻,它关乎着航天器的安全性和任务的成功与否。通过热真空试验还可以检验航天器上产品的性能和功能,验证产品设计的合理性,并暴露出在元器件、材料、工艺及质量方面的潜在缺陷。实践证明,经过热真空试验的航天器在轨运行的可靠性会大大提高。

导航卫星在 KM7 做热真空试验
航天器热真空试验需要在专用的空间环境模拟设备中进行。空间环境模拟设备是航天器环境模拟工程中的重要地面试验设备,主要由真空容器、真空系统、液氮系统、测控系统等组成。
1
真空系统
2
液氮系统
3
测控系统


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来源:科普中国

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