太空飛行器如何調控溫度（下篇）

作者簡介高峰，男，41歲，德國柏林大學博士，現在就職于中國科普研究學會，副教授，研究方向為高能物理。科普作家，在國內外報刊發表科普作品100余萬字。

熱管大顯身手

人造衛星不管個頭多大，“五臟”都較全，里面的儀器設備耗電量有大有小，所產生的熱量也就有多有少。能不能使生熱多的儀器盡快地把熱量散失出去，并拿去直接補充給那些熱量尚嫌不足的儀器呢?能!熱管可以完成熱量“搬家”的任務。

熱管，是一種導熱能力很強的管子。

物質不同，導熱性能不盡相同，有的快有的慢。但是，誰傳送熱量的本領最大，運送熱量的速度最快呢?人們想到了蒸汽。如果在與發熱儀器連接的金屬管子的一端放上幾滴水，另一端與低溫物體相連，那么，水就會很快地蒸發，蒸汽便向冷端運動，遇冷后放出熱量，同時又凝聚成水。在這里，蒸汽確實起到了使熱量“搬家”的特殊作用。為了恢復熱管的“活力”，又需要把冷端凝聚起來的水再送到熱端去。這一重任誰能承當呢?“毛細現象”站出來幫忙了。

熱管的內壁都刻有一定粗細的溝槽，冷端的水在表面張力的推動下沿著這些溝槽源源不斷地從此端“流”向彼端，而蒸汽呢，又不斷地從熱端“跑”向冷端，使得管中的水循環不止。為了提高蒸汽“搬運”熱量的效率。要求熱管兩端與儀器接觸良好，并有一定大小的接觸面積。

第一個采用熱管技術的人造衛星是“測地衛星2號”。這是一顆采用重力梯度力矩方式穩定姿態的衛星。衛星的兩側面分別裝有一個應答機。如果一側的應答機對著太陽，溫度會上升很快，而另一側的應答機卻處在低溫環境，為了使兩個應答機能正常工作，“測地衛星2號”在兩個應答機之間連接了兩根直徑各為25.4mm的熱管，工作液體是氟利昂。由于熱管的作用，兩個應答機的溫差大為減小，工作狀態大為改觀。

有人怎么辦

溫度控制對于載人飛船來說就更重要了。人在飛船里生活，需要有一個不太熱又不太冷的環境。一般說來，飛船上都設有一個專供航天員生活的密封艙。無疑，艙內的大氣壓力必須適中，氧氣必須充足，溫度必須適宜。如何才能保證密封艙的溫度始終適宜呢?給它也穿上一件隔熱的“外衣”吧，看來不行，因為散熱問題解決不了；安裝“百葉窗”就更不行了，因為葉片一經打開，就會使艙內的氣體迅速逸出，從而破壞了艙內的大氣成分，這會直接威脅航天員的生命安全，密封艙的溫度控制必須另想辦法。

氣體循環法和液體循環法是密封艙常用的兩種溫控方法。在密封艙內壁上安裝一定數量的熱輻射器，艙內溫度一升高，就讓敏感器接通電源，小電風扇跟著轉動起來，從而驅使艙內的空氣流動，熱量通過熱輻射器自動排出；艙內溫度下降到一定程度，敏感器再自動切斷電源，小電風扇停止轉動，艙內空氣停止循環對流，熱量不再向外散失。這就是氣體循環法，液體循環法需要管路，還需要吸熱器、散熱器和驅動泵等設備，其原理跟冬天使用的水暖設備極為相似。現在啟用的航天飛機也是用液體循環法調節和控制溫度的。

最近一個時期，不少報紙雜志相繼介紹了太空城市。一提起太空城市，人們總是津津樂道，興趣盎然。也許有人要問，在那可以居住萬人甚至一二十萬人的太空城市，又是如何進行溫度控制的呢?這是一個特別誘人的問題。能否依靠“市”內的人造生態平衡系統和散熱系統直接提供一個舒適的溫度環境，這正是一些科學家們精心考慮和鉆研的課題之一。隨著空間科學的發展，這個問題一定會很快地提到議事日程上來。

責任編輯 蔡華杰