小衛星的冷暖迷局

邢強

衛星不大，難題不小

所謂熱控制就是把被控對象的溫度控制在合適的范圍內。熱控制與我們的生活息息相關。能夠根據天氣情況增減衣物的人就是生活中的熱控制專家。夏天的空調涼風和冬天的供熱暖氣都是人們對室內環境進行熱控制的有效手段。另外，蓋在地球上的厚厚的大氣層也在對地面上的物體進行著熱控制。白天，大氣層反射掉一部分太陽輻射，空中飄浮的云朵還能起到遮陽傘的作用。晚上，大氣層則能保持一部分地面輻射的熱能，起到棉被的作用。

但是，對于運行在大氣層外的衛星而言，進行熱控制并不是一件很容易的事情。在近乎真空的太空環境中，太陽輻射對衛星加熱的效率很高。太陽這個表面溫度達6 000℃的大輻射源把51.2%的能量集中在了波長為0.2至2微米的紅外波段，在給地球上的生命賦予溫暖的同時也把致命的殺傷力送給了衛星。如果不能對衛星進行有效的熱控制，當太陽照射到衛星的時候，衛星的表面溫度會迅速升高，而當衛星繞到地球陰影中的時候，其表面溫度又會迅速下降，其溫度波動范圍可達±200℃。自從第一顆人造衛星上天以來，人們就想方設法地使衛星的溫度處在合適的范圍內，但早期的嘗試不算很成功。在人造衛星發展的前10年中，衛星的平均壽命僅有1年左右，其中有很多衛星的失效是和惡劣的溫度環境直接相關的。

而對于從上世紀80年代開始迅猛發展的小衛星來說，熱控制的難度要比大衛星還要高，這主要得歸咎于衛星的小體積。……