航天器 “防晒”攻略

        时值盛夏，烈日灼人，防晒霜、防晒衣等成为出行必备品，来抵御阳光的灼热和紫外线的侵害。想到我们远在太空的新朋友，天和核心舱，它如何防晒呢？本文将带您了解航天器的两种防晒措施：“防晒霜”和“防晒衣”。

“防晒霜”

       航天器外表面最常用的热控涂层为散热白漆，白漆通过喷涂或涂抹的方式涂覆在航天器外表面，就像人体涂抹一层防晒霜一样，事实上，散热白漆与人体物理性防晒霜的主要成分相同，均为氧化锌。氧化锌是一种白色半导体材料，其白色的特性及片状的微观结构，将阳光最大程度的反射出去，减少可见光的加热及紫外照射。

       散热白漆的太阳吸收率为0.1~0.19，可使航天器在被阳光照射时，减少太阳热流的吸收；红外发射率为0.86~0.93，可对太空冷黑环境进行辐射散热。散热白漆低吸高发的特性，使之成为航天器对外重要的散热涂层，用于辐射器和需要散热的舱外设备。

       需要注意的是，由于紫外辐照的影响，白漆会有一定程度的退化，即随太阳照射时间的延长，白漆的太阳吸收率会有所升高，其中有机白漆的抗紫外辐照性能较差，一般用于寿命较短的航天器；无机白漆的抗紫外辐照性能好，稳定性高，一般用于长寿命航天器。

“防晒衣”

       航天器外表覆盖了大面积的多层隔热组件，好似穿了一件防晒衣。这件厚厚的防晒衣可以抵御阳光，防止航天器由于接受太阳热流而引起高温；同时它还具有保温功能，在背光区域，减少航天器对外辐射散热，防止漏热。多层隔热组件的“防晒”和保温功能，可以降低太空复杂外热流环境对航天器的影响，使航天器在轨运行期间，稳定在适宜的温度范围内。

        多层隔热组件主要是通过降低辐射换热来进行隔热，因此隔热单元材料通常由低发射率的反射屏（例如单面或双面镀铝聚酰亚胺膜、铝箔）和低导热率的间隔物（例如的确良网、尼龙网）交替叠合组成，利用屏面的层层反射，对辐射热流形成很高的热阻，在真空条件下具有极好的隔热性能，其当量导热系数可低至10-5W/（m*K）。由于材料很轻，多层隔热组件成为航天热控最基本的热控手段之一。

多层隔热组件由内包覆层、5~30层隔热单元、外包覆层三部分组成。内包覆层一般为镀铝或镀金聚酰亚胺膜；每层隔热单元由一层反射屏和一层间隔物组成，根据隔热需求，可选择5、10、15、20、30层；外包覆层根据防护需求可选择镀铝聚酰亚胺薄膜或“Beta”织物，例如天和核心舱舱壁的多层隔热组件最外层选用了抵抗低轨环境原子氧侵蚀的白色防原子氧布。

       多层隔热组件的制作如同制作一件衣服，需要先将各层面料顺序叠放，按照所需形状进行裁剪，再用缝纫机缝制成预制品，最后用尼龙搭扣或固定柱固定在设备表面上，是航天器名副其实的“防晒衣”。

“遮阳伞”

       如果有淘气网友问，航天器有遮阳伞吗？答案是，有过。

       1973年美国首个空间站天空实验室发射升空，由于设计失误，防护罩在升空过程中撕开，工作站壁面被太阳直射，温度迅速上升，工程师预测内部温度可达77℃。经过紧急论证，航天中心先后派出两批航天员，分别为工作站支起了遮阳伞（材料为尼龙织物、聚酯薄膜和铝）和遮阳帘（外部喷涂热控保护涂层），工作站的温度恢复至舒适范围内，顺利完成了后续的试验和工作。此次精彩绝伦的太空抢修胜过科幻大片，读者可自行百度。

       除本文介绍的几项措施之外，航天器外表面上还有很多其他高大上的热控产品，例如神奇的“魔镜”二次表面镜和电化学涂层等，在此不展开讨论。

       最后衷心的祝福祖国的航天事业蓬勃发展，致敬每一位航天人。

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