衛星需要穿衣服嗎？衛星又是靠什麼來調節體溫呢？

炎熱的夏天到了，小夥伴們都穿的清清涼涼，並且以淺色顏色衣服為主。如果覺得熱就開空調，如果開空調覺得冷就加件外套，總之怎麼涼爽舒適怎麼來。那麼，太空中的衛星是否要穿衣服？衛星又是怎麼調節體溫呢？其實，衛星不僅要穿衣服，而且也有類似人類的體溫調節系統。

人造衛星一般運行在離地面300km以上的高空，由於所處空間環境基本上為真空，沒有空氣不存在大氣對流效應，因此面向太陽的一側溫度可達80℃~200℃，而背向太陽側的溫度基本在-200℃上下。衛星內部有上千萬個電子元器件，這些電子元器件的工作範圍一般在-40℃~60℃內，因此，衛星需要穿特殊的衣服，並且需要有自己的體溫調節系統，讓溫度穩定在10℃-40℃範圍內而正常工作。

我國高分二號衛星（外表金黃色）

臺灣2017年發射的福衛五號（金黃色的衣服）

俄羅斯的格格納斯導航衛星（GLONASS，銀色外套）

大家從電視上看到的衛星，有些表面是金色的，有些是銀光閃閃的，這些就是衛星衣服的顏色。衛星結構體外穿了一個多達十幾層（總厚度只有幾個毫米）的金色或者銀色外衣，這個特殊的柔性外衣叫做「多層隔熱材料」，簡稱「多層」。這些柔性多層材料由鍍鋁聚酯薄膜（銀色）、聚醯亞胺薄膜（金色）與尼龍網交替疊合組成，當太陽照射時多層能把光線層層反射出去，而艙內的熱量與外界交換通道又被多層隔熱材料隔斷。因此，真空環境中，「多層」起到隔熱與保溫作用，具有極好的隔熱和保溫性能。

多層隔熱材料組成

多層隔熱材料實物

當然有這些衣服還遠遠不夠。就像我們人類一樣，正是有了體溫調節系統，天冷的時候體內會增加產熱，天熱的時候又會減少產熱和通過出汗散熱，我們的體溫才能維持在正常範圍（35.5℃~37.4℃），衛星也有類似的體溫調節系統。衛星通常設計有加熱器，並通過溫度傳感器-熱敏電阻來測量各個部件的實時溫度。如果溫度低於某個設定閾值（比如5℃），加熱器就會通電工作，如果溫度達到某個門限值（比如35℃），加熱器就會斷電停止工作。這樣一來，衛星體內溫度就會穩定在合適的範圍內。

衛星所用加熱片

當然了，保溫容易散熱難，溫度低了開加熱器就可以，但是溫度如果過高呢？比如衛星艙內某個地方安裝有大功率器件，這些大功率器件工作時會散發大量的熱，這時如果再疊加長時間太陽光照射，那麼整個器件升溫速度就會遠遠大於散熱速度，這對於某些溫度敏感器件來說將是致命因素，這種情況該如何應對呢？其實我們的熱控設計師們已經考慮到了，這個時候就需要應用到另一種熱控材料—鈰玻璃鍍銀二次表面鏡片（OSR）。

OSR鈰玻璃鍍銀二次表面鏡片

不同於加熱器的主動熱控，OSR為被動熱控塗層元件，已被廣泛應用於各大、中型衛星的溫度控制。它由對太陽光譜透明且有高發射率的第一表面和對太陽光譜有高反射比的第二表面組成，所以被稱為二次表面鏡，結構如圖所示。第一表面為發射率>0.8、厚度為0.2mm的石英玻璃，第二表面(高反射比層)為鍍銀層，背後有保護層為高溫鎳基合金膜。OSR的法向發射率εn和太陽光譜吸收比αs是兩個最重要的參數，理論上αs/εn決定了暴露在空間環境時它的平衡溫度，αs/εn的數值越小，由它所控制的衛星表面的溫度便越低。通常OSR片會被貼在衛星溫度敏感器件的背面，這樣就能增加散熱面，能有效減少太陽的輻射能量，降低了因太陽照射的變化引起的表面溫度周期性波動的幅度，使溫度敏感器件保持低溫。OSR片對於衛星相關器件在苛刻空間溫度環境下的穩定性及可靠性起到關鍵作用。

因此，衛星不僅有自己的衣服，而且還有體溫調節系統。正是有了這些熱控防護手段，衛星才能維持在合適的溫度範圍內而正常工作。