太空温差都不怕，穿上这件“隔热服”，来一场说上天就上天的旅行

飞船在轨飞行的过程中，受太空环境因素的影响，其壳温会随着环境温度的改变在-200~200℃之间剧烈变化。在地球上，人们可以随气温的变化及时增减衣物，但面对太空400℃的温差，飞船靠什么“秘密武器”来护体呢？

⬆️受日光照射的神舟飞船

“冰火两重天” 无所畏惧

飞船的轨道舱和推进舱外壳均为导热性能良好的金属材料，倘若直接裸露在外，飞船内部温度会随着壳温的改变发生变化，不论是装载的各种实验仪器和设备，还是执行载人飞行任务的航天员，显然不能承受这样巨大的温差。

为了解决这一问题，科研人员用多层隔热材料为飞船量身定制了一件“隔热服”，对飞船进行了隔热处理。

⬆️多层隔热材料

材料的导热性能可以用当量导热系数来表征，比如，建筑中常用的保温砖的当量导热系数一般为0.2～1.2W/（m·℃）。理论上，当量导热系数越低，材料的隔热效果越好。而多层隔热材料的当量导热系数能达到10-5W/（m·℃）的量级，因此它又被称为超级隔热材料。有了这件“隔热服”，就能在很大程度上减少飞船与外部环境的热传递了。

“太空金缕衣” 名不虚传

多层隔热材料正如其名，它是一种由多层反射屏和间隔层叠合在一起的组合材料，令人不可思议的是，这些组成材料中居然有金、银和丝绸。飞船“隔热服”的材料之名贵，毫不逊色于古代诗词中描写的金缕衣！

⬆️多层隔热材料组成结构示意图

多层隔热材料反射屏一般采用双面镀铝、银或金的聚酰亚胺薄膜或涤纶薄膜，其表面辐射率一般为0.02～0.04（表面辐射率是指物体表面辐射热量能力的系数，其值在0和1之间，其值越小，表明该表面辐射热量的能力越低）。间隔材料多用质地疏松的纤维纸或织物（丝绸、尼龙纱、涤纶纱等）制成。此外，多层隔热材料的层数可以根据需要进行选择，各层之间为真空，其隔热效果与隔热屏的层数及表面辐射率有关，隔热屏层数越多，表面辐射率越低，其隔热效果越好。

“高定暖水瓶”保驾护航

尽管“隔热服”的组成材料相当高大上，但它的隔热原理却相当接地气，很像生活中常用的暖水瓶。多层隔热材料和暖水瓶都利用了真空隔热保温的原理。以暖水瓶为例，暖瓶为两层结构，反射屏为镀银的玻璃，中间抽成了真空。而如果暖水瓶不能保温，其原因大都是因为瓶底封闭的抽气孔破了，玻璃夹层中进入了空气。

⬆️飞船在轨飞行

同样的，对多层隔热材料来说，真空也是它具有隔热效果的必要条件之一。不一样的是，暖水瓶的抽气孔易碎，因而要注意保存。多层隔热材料却没有这么脆弱，科研人员还在多层隔热材料上打上很多小孔，这又是为什么呢？

原来，太空为真空环境，飞船在轨运行中由于受到压强的作用，多层隔热材料内部的空气就会自动扩散到太空中，其内部自然也就形成真空了，这样是比较经济、安全的选择。

⬆️太空中为真空环境

“金牌搭档”助力飞天梦

给飞船穿上“隔热服”后，飞船内部温度能得到控制，但“隔热服”在杜绝飞船外部温度影响的同时，也使得飞船内部多余的热量无法通过舱壁散发出去，存在很大的安全隐患。为此，科研人员为飞船配备了“专用空调”，即主动流体回路系统。飞船的流体回路由外循环回路和内循环回路两部分组成，通过内外循环回路的连续工作，能使舱内外吸收和散热达到平衡，满足航天员、仪器设备与结构部件对温度的要求。

⬆️架设空调外机

有了“隔热服”和“空调”的协同工作，飞船的保温与散热问题就迎刃而解了，飞船便可以放心踏上星辰大海的征途了～