除了释放工质这种消耗散热,还有一种辐射散热。在太空环境中,虽然没有外界物质能将飞船产生的热量带走,但飞船实际上无时无刻不在向外发放热辐射。热辐射其实是一种红外光,可认为是通过光子辐射,带走了飞船产生的热量。这种方式不消耗工质,但效率太低,只能作为补充使用,主力散热方式还是靠消耗散热。
尽管不能作为主力散热,但飞船在设计上还是尽量考虑了辐射散热问题,比如尽量增大表面积,以及在散热部位涂布容易辐射热量的黑色涂料等。对于以上两种散热方式,相信大家都不能满意。那有没有更先进的散热方式呢?还真没有!目前所有的散热方式,主要还是基于辐射散热、消耗散热两个原理,然后做具体工程上的改进。比如使用液态金属做工质来提高热传导效率,中国空间站2023年就开展了液态金属空间热管理在轨试验,但最终原理上仍逃不脱消耗散热和辐射散热。
其实关于太空散热问题,很多人可能有一个误区,那就是必须把热量"散"出去。但其实并非如此,飞船真正要做的是"热管理",就是热量未必要离开飞船,而只是要把它控制起来,让其到各自允许的地方去。
首先一个简单的事实,太空中的温度接近于绝对零度,而中国空间站受太阳直射的地方,表面温度可达150℃,但背阳面却低至-100℃以下。空间站或者说太空飞船,本就是一个冷热不均的物体,所以它也就不需要保持一个所谓的合适温度,只要让局部空间保持在合适的温度就行了。比如人类活动的空间,那肯定要保持在一二十度。
当问题简化成保持局部空间温度后,散热问题也就变成了温度调节问题,只要装一个强力空调,调整各局部空间的温度就行了。甚至理想的状态下,我们可以将热量向散热区域聚集。散热区域温度越高,辐射的能量也就越大,散热速度也就越快。如果这种辐射能量足够高,甚至可以作为飞船的推进动力。

所以飞船散热的问题,在我看来归根结底是"空调+能源"的问题。有足够多的能源,有足够强力的空调,问题也就解决了。










