太空中温度接近绝对零度!为何空间站不仅不保暖,还要主动散热?

前言:

在上世纪中叶,当人类进入太空的时候,宇航员们还不得不面对太空中极其低的温度。

因为那个时候,人类刚刚开始接触太空,所以太空站的舱体结构还不够完善,所以宇航员们只能够通过穿厚棉服的方式来避免过于严寒的天气。

后来,为了更好地让人类在太空中生存,科学家们通过不断地研究努力,终于在上世纪六十年代初成功地建造出了第一个人类完全可以居住的空间站,从那个时候开始,宇航员们多次进入太空居住,已经有很多人在太空中度过了数月乃至一年的时间。

不过即便是在现在,太空中的温度依然极其寒冷,事实上,宇航员在太空中一年四季都只能够穿一种厚重的宇航服。

虽然太空中的温度极其低,但是在空间站中却需要通过一系列的散热装置将舱内的温度降低,这其中蕴含着怎样的科学道理呢?


一、太空中的温度。

在地球上,宇航员的住所通常是温暖而舒适的环境,但是他们在进入太空之后,就需要穿上笨重的宇航服来保暖,为什么太空中的温度会如此之低呢?

宇航员们通常需要在轨道飞行器中穿宇航服,穿上宇航服之后,他们的体表温度会逐渐升高,一般情况下,宇航员的体表温度大约是在32℃左右,而在太空中,他们所处的环境温度却十分的低。

当太空舱等设施暴露于阳光之下的时候,温度会迅速地上升,在这样的环境下,宇航员们很容易就会感到非常的闷热,但是一旦太空舱处于阴影之中,温度就会迅速地下降,冷得让人不禁打起了颤,事实上,太空中的温度有着极大的变化幅度。


在轨道飞行器的舱内,由于气体不会流动,所以宇航员们通常不会感到极端的寒冷或者酷热,但是当他们需要外出进行太空行走的时候,他们就需要穿上宇航服来保护自己免受极端的温度影响,而在这种情况下,宇航员们的宇航服就相当于是一个独立的小型环境。

在太空中,由于几乎没有大气层,所以也就没有了对流传热,因此太空中的温度会有着极大的变化范围,事实上,太空中的温度不仅会受到太阳光线的影响,还会受到其他因素的影响,比如宇宙射线的影响等。

而在轨道飞行器的舱外,温度变化尤其的剧烈,一旦进入夜晚,温度就会迅速地下降,很快就会接近绝对零度,而这样极端的温度环境对于许多人类设备来说都是十分的残酷。

在轨道飞行器的舱内,宇航员们会借助一些特殊的设备来保持适宜的温度,这些设备主要包括空气过滤器、加热器、冷却器以及热辐射器等,通过这些设备的作用,宇航员们可以在舱内保持适宜的温度环境,因此他们可以在太空中度过数月乃至一年的时间。


除了宇航员们以外,太空中还有一些非常重要的设备,而这些设备在太空中无疑也会受到极端的温度环境的影响,因此科学家们需要设计一些特殊的散热装置来保护这些设备,让它们可以在太空中正常运转。

二、空间站为何需要散热。

尽管太空中的温度极低,但是与我们通常的想象不同,太空站并不需要通过加热来保持温暖,而是需要通过散热来降低舱内的温度。

但是,为什么在太空站中的温度会升高呢?

事实上,太空站的温度问题并不是因为太空中的极端温度环境所造成的,而是因为太空站本身就会产生大量的热量。


太空站中有许多设备,这些设备在运行过程中会产生大量的热量,而这些热量无法散发到太空中去,所以就会在太空站内部积聚起来,如果不及时地散热,那么太空站的温度就会不断上升,从而影响宇航员们的正常工作和生活。


所以,为了解决这个问题,科学家们设计了一些专门的散热设备,这些设备可以将太空站内部产生的热量散发到太空中去,这样一来,就可以保持太空站的温度在一个适宜的范围内,让宇航员们可以正常地工作和生活。

在太空站中,主要采用了液氨散热器来进行散热,这些散热器会将太空站内部产生的热量传递到液氨中,然后再通过管道将液氨送到太空站的外部,在那里,液氨会通过散热片来释放热量,最终将热量传递到太空中去。


通过这种方式,太空站内部产生的大量热量就可以及时地散发到太空中去,这样一来,太空站的温度就可以保持在一个适宜的范围内。

除了太空站内部的设备产生的热量之外,太阳也是一个重要的热源,当太空站暴露在阳光下时,舱体表面会吸收大量的热量,从而导致舱内温度不断上升,因此,科学家们还需要设计一些隔热装置来保护太空站不受过多太阳辐射的影响。


在太空站的舱体表面,通常会覆盖一层高效隔热材料,这些材料可以将大部分的太阳辐射反射回去,从而减少舱体表面吸收热量的情况,另外,太空站还会配备一些可以调节舱内温度的设备,比如空调系统等,通过这些设备的作用,宇航员们可以在太空站内部创造出一个适宜的温度环境。

笔者认为:

尽管太空站中的温度会受到许多因素的影响,但是科学家们通过不断地研究尝试,已经找到了一些有效地方法来解决这个问题,而随着科学技术的不断进步,相信他们还会在这个领域取得更多的突破。

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页面更新:2024-03-02

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