太空,这地方看似平静,其实是个矛盾体。它像巨大的真空毯一样,把热量牢牢锁住,散热慢得像蜗牛爬;又像一面镜子,直接把太阳光反射回来。所以,航天器在太阳照到的地方变得滚烫,背阴的地方又迅速降温,整体温度往往就在水的冰点附近。这个现象也说明为什么地球能在这样的环境里生存下来。 当航天器飞离太阳时,太阳的辐射不再那么强烈了,但寒冷却成了最大的威胁。这时候放射性同位素发电机就派上了用场,它们把衰变产生的热量转换成电能,再通过加热器把设备温度提高到一个舒适的区间。这么一来,人类在零下一百多度的太空中也能生存下去。 对于那些离太阳近的探测器来说,问题就不一样了。为了防止被烤焦,它们会用高反射率的白漆加上多层隔热毯把大部分太阳光反弹回去。同时,还会通过旋转舱体让热量均匀分布。必要的时候还会用小型辐射器把多余的热量以红外光的形式慢慢释放到太空中。可以说它们用各种手段来维持冷热之间的平衡。 国际空间站内部和外部就是两种极端的情况。内部的加压舱段里面堆满了电子设备和科学实验仪器,它们会不断散发热量。为了让温度保持在18摄氏度左右,空间站外部的主动热控制系统就像空调外机一样把热量排出去。如果这个系统关闭的话,内部温度会在几个小时内变得非常危险。 桁架上有机械臂和电池等设备常年暴露在零下一百多度的环境中。没有加热器的话电路板很容易因为收缩不均匀而开裂。所以每台设备都有一根24小时工作的电热丝来维持温度。 太空里没有空气对流和传导,热量只能靠辐射慢慢传递。国际空间站根据β角、设备位置和热容算出一个公式来判断无电设备在阴影区能呆多久。这就被称为“热时钟”。当宇航员进行EVA(舱外行走)或者用机械臂搬运设备时必须要考虑这个时间窗口,否则昂贵的仪器就可能被冻裂。 其实太空的温度并不是绝对的零下一百多度或者绝对零度什么的,而是刚刚好维持在一个人类能够适应的范围里。航天器通过多种技术手段组合起来:多层隔热、主动冷却、放射性供暖、旋转调温等等,让人类在冷热之间找到了一个平衡点。下次你抬头看天空的时候就会想到:那些绕地球飞行的金属盒子正在用精密的“体温计”和“空调”,跟宇宙进行着一场永不停歇的谈判呢!