安装“空调地暖”——空间站的温度控制

第三节
安装“空调地暖”——空间站的温度控制

在地面上，单日昼夜温差最大的纪录是美国布朗宁在1972年1月15日的当天昼夜温差为57.2℃。然而在太空之中，因为没有稠密的大气帮助抵挡太阳光，当空间站处于日照区时温度可高达150℃，处于阴影区时温度可低至-100℃。空间站一天会围绕地球旋转16圈，这意味着空间站每天都会经历16次这样“冰火两重天”的考验。而一墙之隔的舱内，得益于空间站的“空调地暖”——热管理系统，航天员和舱内设备才能够时刻处于适宜的温度之中。

1.“空调地暖”的组成

空间站使用了包括温控涂层、通风系统和流体回路系统等一整套热控制装置。温控涂层是空间站的“隔热服”，让空间站可以不受外部温度剧烈变化的影响；通风系统相当于空间站的“空调”，是保证空间站内气体流通交换的主要装置；流体回路系统就如同空间站的“地暖”，通过覆盖整个空间站的管路传递热量，实现空间站内整体温度的均衡。

2.“空调地暖”的设计原则

空间站主要采用“半主动控温+被动控温”的设计原则。被动控温依靠的是给空间站穿上“隔热服”，这件神奇的“衣服”一方面能隔绝外部环境的影响，另一方面能维持内部温度。

半主动控温则是依靠流体回路系统有组织地对空间站内的整体热量进行管理。流体回路系统的工作原理是：通过热收集器把设备产生的热量收集起来，通过管路让热量在整个空间站流动起来，通过辐射器把多余的热量排散到太空之中。当空间站内温度不足时，也可以利用这一套系统对舱内的低温区域进行补温。

3.“空调地暖”的巧设计

在整套流体回路系统中有一个核心部件——热控流体回路泵，它相当于系统的“心脏”，把用于传递热量的介质泵到空间站的各个角落。作为长期高速运转的部件，回路泵的寿命有限，需要定期进行维修更换。为此，设计师在原有舱内流体回路泵的基础上，提出了在空间站舱壁外另外安装一个流体回路泵的构想，为流体回路系统打造舱内舱外“两个心脏”，为空间站的长期稳定运行提供“双保险”。

舱外流体回路泵的安装极其方便快捷，通过“一钩、二锁、三通、四连”即可完成，可谓大道至简。2021年8月20日，航天员聂海胜在出舱作业时，通过以上简单四步完成了安装舱外流体回路泵的操作。