神州十一号飞船顺利着陆 航天器如何应对宇宙高温

2016年11月18日14点05分，一个激动人心的时刻，神州十一号飞船返回舱顺利着陆，英雄宇航员景海鹏、陈冬自主出舱状态良好！本次航天任务圆满完成！

大家在兴奋激动之余又会问到：为什么我就不紧张呢？为什么我就知道本次航天一定会顺利呢？答案只有一个那就是中国航天科技技术已世界领先，无论是地面段、升空段、轨道段、返回段都在精确控制中。飞船停留最长的是在与空间站对接后的轨道段，那此时的空间环境如何跟地球上一样吗？飞船又是如何应对这种特殊的环境呢？小编通过对北京志盛威华化工有限公司军品研发部教授级工程师周国洪的采访,航空设备涂刷ZS热障涂料解决航天飞行中高温难题，得知如下信息与各位分享解惑。

一．航天器需应对的特殊空间状况

卫星从地上腾空而起，潜入太空遨游，需要经历各种各样的严峻考验：宇宙真空、低温深冷、粒子辐射等。一个卫星的飞行过程要经历四个阶段：地面段、上升段、轨道段和返回段。这四个阶段的热环境是极其恶劣的，其温度变化非常剧烈，从摄氏零下二百多度变至数千度以上。

p  地面段：不同地区冬夏和昼夜的变化很大--配备地面调温系统；

p  上升段：由于卫星速度从零逐渐增大，穿过稠密的大气层后达到7.9公里/秒的第一宇宙速度，因此卫星表面受到强烈的气动加热影响，温度急剧升高达到摄氏几百度；

p  轨道段：卫星入轨后在轨道上长期运行的阶段，卫星要长期经受太阳、行星和空间低温热沉的交替加热和冷却，引起高低温的剧烈变化，变化幅度可达到±200度；

p  返回段：卫星以极高的速度再入大气层，巨大的动能在大气层阻尼作用下转变成为大气的热能，气体温度猛烈上升到摄氏数千度以上，给卫星以强烈的气动加热。

外太空由于没有大气层的过滤、保温作用，对飞船影响较大的因素就是温度。一个在地球同步轨道运行的薄壳球形卫星，如果这球体表面不加任何热控措施，就是加工后的铝抛光表面，卫星内没有内热源，当卫星对太阳定向时，则向阳面得最高温度达250度，而背阳面的温度将会低到-200度 ，而卫星内部的设备温度的不均匀性及其波动虽然小一些，如果不采取任何热控措施的话，则其温度的不均匀性或温度的变化也能达到±50-100度，这对于星上的各种仪器设备、结构部件来说都是无法承受的。因此，需要对卫星进行热控制，保证卫星各个部件的正常运行。

二．多种热控手段保证航天器内部恒温保障其正常运行

航天器设备（元器件）都是在地球大气环境中选用的。航天器一般的电子设备工作环境温度应保持在 -15-50℃。大多电子元器件的要求在常温、恒温、低温、均衡温度的环境中工作。有些特殊元器件工作温度正负偏差幅度不超过0.02℃，如銣钟晶体温度要求恒温±0.01℃。如果航天器不做热控，就根本完成不了其在地球大气层以外的宇宙空间，执行探索、开发或利用太空等特定任务。根据航天器飞行的具体条件，合理地控制航天器内、外的热交换过程，采取各种热控措施，使其上的仪器设备工作在规定的温度范围内，以保证整个飞行任务的完成的技术称为航天器热控技术。

航天热控手段包括：

航天热控材料种类：

热控涂层（太阳热反射涂料、隔热保温涂料）、多层隔热材料、热管、相变材料等。

在如此多的热控材料中，太阳热反射涂料、隔热保温涂料所面临的考验最为严峻，涂层体系是整个热控的第一道卫士，必须阻止90%以上热量进入涂层以下。这就要求太阳热反射涂料必须具备足够高的反射率、半球发射率，隔热保温涂层具备足够低的导热系数。另热控涂层还应具有抗热振、抗电子剥离等优异的物理性能。

据周教授介绍，在日常生活、生产中虽没有像航天器一样面临如此恶劣的温度环境，但依然有很多地方可以用到航天热控涂层，如：房屋建筑屋顶、露天放置的化学品罐体、有温度要求的露天设备外表面、工业生产设备的隔热保温等。航天热控涂层应用的空间环境与大气环境不同，因此有些功能实际上在地球上是用不到的，原汁原味的热控涂层价格成本也是高得惊人。志盛威华依托军工技术在2006年便着手民用航天热控涂层的研究与推广，其中ZS-221防晒隔热涂料、ZS-1高温隔热涂料经多年应用深受客户好评。

周教授还说：每次航天科技的进步必定会带动我国新科技的产生和腾飞，志盛威华特种涂料必将为新科技的腾飞提供新动能，为中国科技的进步贡献自己的微薄之力。