宇宙温度低至-270℃，为何宇航员在太空不担心保温，反而要散热？

宇宙的温度非常寒冷，平均温度为-270°。可严酷的寒冷不能阻挡人类对未知的探索，空间站，为此而生。

空间站，是航天员在太空出差时“酒店”，用以保障他们的安全和生活需要。在此环境中，他们要如何维持工作和生活呢？是否需要大量供暖？

事实上，空间站最重要的问题不是保温，而是散热。这是什么原因呢？

热从何来？

想要知道空间站为什么注重散热，还得慢慢从宇宙的冷说起。

宇宙中的太阳是一个巨大的火球，它周围的气温应该会比较高才对，为什么宇宙却依旧如此严寒呢？

这是因为太阳尽管会释放出大量的热能，但热量传递需要通过辐射，辐射又需要气体分子来传导热量。可太空是一个真空环境，没有气体，没有辐射，热量无法传递，宇宙中便总是弥漫着“绝对零度”了。

如此冷冽的气温，为什么还需要空间站来散热呢？

空间站建立在地球的低轨道附近，这个地方并不是完全没有气体，依旧存在着稀薄的大气层，受太阳辐射的影响，存在导热现象。

太阳辐射包括可见光、红外线和紫外线。这些光线穿透过稀薄的大气层，折射在空间站的外壳，被其吸收转化为热能，用于升温。

有了太阳的照拂，宇航员们便可以在温暖的太空站中生活和工作了。为什么还要散热呢？

这是因为空间站内运行的各种电子设备和机器会产生大量的热量，如果散热不及时，会导致温度不断上升，损坏设备，更严重者则会直接威胁航天员的生命！

由于太空中没有空气，散热无法通过传播来实现，科学家们只好研究其他的解决办法。一系列热的产生和传递，构成了宇宙中复杂的热平衡系统。

散出的热到哪里去了？

了解了空间站内热传导的原理及散热的重要性，我们再来看看空间站究竟是如何散热的呢？

空间站的散热，是通过自然辐射、对流和传导三种方式来实现的。

自然辐射，就是空间站通过热辐射将热量传递到太空中去。

科学家们运用斯特凡·玻尔兹曼定律，当热辐射的能量与温度的四次方成正比时，空间站的表面温度会高于周围太空的温度。届时。它将通过热辐射将热量转移到周围的环境中。

这种自然原理虽能散播大量热能，但仍有局限性。例如，它只有当空间站温度较高时，才会自主排热。如果空间站需要一个比较适宜的温度时，它便派不上用场了。

另外，空间站温度较高才开始散热，会留有一个时间差。自然辐射的启动需要一定时间，而在其启动过程中，空间站温度却越来越高，热量得不到及时散播，对各种仪器设备乃至航天员的生命都是相当凶险的！

对此，研究出了对流方式，这是利用空间站内流动的气体或液体来传导热量。

空间站内运行着各种设备以及研究，被分成多个模块，其内就会有不少气体和液体穿梭其中。例如，模块之间的对流可通过空气循环系统来实现。

科学家们通过流动的气体，来控制控制和调节空间站的内部温度，将热量传递到外部。

此种方式可控制空间站内的局部气温，不至于被动散热，保障了机器设备的稳定运行和航天员的安全。

可空间站内流通的气体有限，很大程度抑制了散热的有效性，难以散播大规模的热量。

传导方式又紧接着出现了，它是通过空间站内物体的直接接触来传导热量。例如，空间站的太阳能电池板接收热量，将热量传递到导热材料，再由导热材料传递到其他部件，后通过自然辐射和对流方式呈热出去。

也就相当于在热源上连接传导器，与前两种散热方式建立联系，使其散热更直接、快速，是升级版。

有了这三种散热方式，可仍旧不能确保万无一失。空间站还配备了一些特殊的散热设备，用来辅助控温和降低热量的累积。

例如，用于散发产生大量热能的散热器，由许多管道组成，内含冷却剂。通过管道的热空气经冷却剂冷却，由循环系统接触散热。

除此之外，空间站内还配备许多优良散热性材料，如金属薄膜、陶瓷和特殊涂层……来提高散热效果。

这些散热方式及设备可帮助空间站有效控制温度、降低热量累积，保障内部工作的稳定运行，对其安全起着显著作用。

相似的散热原理

空间站最主要的散热方式是通过热对流，这种方式效率最高、散热效果最好。

与其说是热对流，不如说是对流和传导散热方式的结合。

传导器连接运行大规模设备产生的热量传递到散热器中，散热器内含冷却液，可大量吸收来自空气中的热量，再加上对流循环，将热能大量排出到太空中。

这个工作过程和生活中空调的散热原理相似。

空调在工作时，也是依靠内部制冷剂的循环，吸收室内热量，再将热量释放到室外，从而达到降低室内温度的目的。

又例如，电脑设备的散热。电脑在运行时产生大量的热量，其中会配备散热风扇将这些热能快速扇走，使电脑温度维持在安全范围内。不至于运行过热而着火，烧损设备。

这项原理与空间站内的散热器相似，散热器中也有电扇存在，带走大量的热量。

90年代卖冰糕的人，会在保温箱上盖一层厚厚的被子，虽然不能产生制冷的效果，但可以隔绝热量。

空间站也运用了这个“雪糕原理”。由于太空中没有空气等介质，难以散热，所以需要在太空站内控制温度。各种散热原理和设备也就轮番上阵，保持稳定运行了。

如此看来，空间站的散热原理离我们并不十分遥远，反而是生活中处处充满了科学。

散热失败的案例

在人类对宇宙的探索中，总有为航天事业奉献的先驱。如今的散热方式及设备也是经过无数人不断的研究、失败、总结、经验中得来的。

当然，存在着一些缺乏散热措施而导致空间探测器或卫星失效的例子，最著名的当属1986年的挑战者号解体事件。

1986年1月，美国“挑战者号”火箭发射，迎来了万众瞩目的高光时刻。

就在美国众人正满心欢喜、怀抱着期待的第73秒时，火箭在空中意外解体坠落，在仓的7名宇航员不幸全部遇难。

事后调查发现，解体的原因是爆炸所致，爆炸又仅仅是由于火箭推进器上的一个O形封环造成的。

这个O形封环，就是散热器中的一个制冷管道。很难想象，气势恢宏、直冲云霄的火箭竟因为这小小的散热装置而分崩瓦解了。

可别小看了这小小的失误，它在火箭的散热中起着极其重要的作用。小小的O形封环可能连接着许多导热设备，是散热系统的中枢。

如此想来，“挑战者号”发射失败，也就不奇怪了。

我国空间站散热技术

近年来，中国航天事业取得了显著成就。许多卫星、火箭飞上了宇宙，它们的取得的优异成绩离不开强大的空间站。

空间站，是宇航员们休憩的旅馆，也是他们的加油站。由核心舱、实验舱、天和舱组成，是一个庞大且复杂的系统。

而我国的空间站，又是航空事业的中流砥柱。其散热方式采用主动和被动散热相结合，利用散热器和特殊的散热材料，将热能撒向宇宙。

其散热系统运用了先进的液冷散技术。这种技术也就是对流和热传导散热方式的结合体，在散热管道中通过冷液高效吸收和转移热量。

这是目前最先进的散热技术，有散热效果好、耗能低等优点，适合不稳定的太空空间站的需求。

另外，我国空间站的智能化控制系统也值得关注。这些精密的传导装备能实时反映出空间站内外的温度变化，达到实时监测，防范于未然。

还可以根据需要来控制空间站内部的温度，保证不同工作进程中所需要的环境，具有良好的可控性。

我国空间站的先进技术可不单单体现在散热系统，许许多多先辈们的努力才有了如今骄傲的航天事业。后辈们也继承了意志，向着更高的台阶迈进。

结语

宇宙总是有着无穷的奥妙等待着我们去探索，很多看似难以用常理解释的问题，在了解足够多的知识后，也就不难理解了。

空间站的散热之谜如此，科学的探索更是如此。人类对宇宙的探索只是掀起了浩瀚征途中的一角，未来还将继续前进。

宇宙的秘密将会被人类知晓多少，是否能向着更高程度的文明迈进？时间会给出挑战者们答案，期待未来的揭晓。