黑或白——航天器上的颜色有什么作用吗?NASA飞控指挥官为您解惑

黑或白——航天器上的颜色有什么作用吗?NASA飞控指挥官为您解惑

而在H-II运载飞船(H-II Transfer Vehicle,简称HTV)上,我们可以看到它几乎完全就是被多层隔热毯所覆盖的。

再来看宇宙轨道飞行器,我们会发现其表面并不是被涂黑白的。黑色区域是针对返航所需设计的瓷砖覆盖层。白色区域里则由非加压区的瓷砖覆盖层与加压舱外的白色隔热毯子混合形成。

通常,航天器都是不会喷漆的,但是在Skylab(美国太空实验室)系列飞行任务里的指挥舱都有一面被漆成了白色。这个白色确确实实是喷涂而不是一些别的材料。这样做的理由也很有趣:

这是最尖端的部分,只有一半被漆过了——上面的照片里可以看到未油漆的部分,这里更清晰:

不同之处在于,指挥舱与Skylab空间站对接所需时间很长,白色部分就可以用来协助控温。科学家想要将面向太阳的那侧的热量散发出去来保持凉爽,也想要在背对太阳那侧留住热量。因为航空器与Skylab空间站是相连的,所以不能像阿波罗号意义通过滚动运转来控制温度。

白漆之所以有用,是因为它在辐射红外线的同时还能反射可见光。

NASA Spaceflight论坛上一位学识渊博的撰稿人Comga对此进行了解释:

“一块闪亮的金属板可以反射可见光来防止太阳光聚集热能。但它也会反射红外线,正如人体在310K(=98.6F)的温度下会散发出10微米大小的物质一样。遵循能量守恒及热力学的定律,如果一个物质不能吸收红外线,那它一定不能辐射红外线。否则我们就可以得到一个单向的“能量阀”来为永动机提供动力。

“所以如果把一块绝缘金属板放在太阳光下,它确实会慢慢升温,但是它最终会变得非常烫。

“但如果你用恰当的白色涂料涂满一个盘子,它就可以反射可见光但是吸收我们看不到的红外辐射,它就可以进行辐射或散发热能。这种特性被称为“高发射率”,也就是M. Kremmer所提到的热的特性。

“白色涂料也会慢慢升温,因为它散射了太阳的可见光。但它同时也会辐射自身的热能。在慢慢升温的过程中会达到一个平衡点,从而不会变的太烫。”

相关名词解释

航天飞机外燃料箱是装载了液氢燃料和液氧氧化剂的运载火箭部件。在发射和升空的过程中,它为航天飞机的三个主发动机提供压缩的燃料和氧化剂。在主引擎切断后的十秒,燃料箱就会被分离,此时主发动机也会关闭,飞船重新进入大气层。与固体的火箭助推器不同,外燃料箱不能被重复利用。他们在冲进印度洋(在直入发射时为太平洋)之前就解体了,远离船运航线且不能被回收。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Robert Frost- Taroro-Consumer Tech

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