今天早上，長征四號丙運載火箭在酒泉衛星發射中心成功將試驗二十三號衛星送入太空。

引人注目的是，火箭升空時有東西往下掉。網友戲稱，這是爲了凸顯火箭“帥得掉渣”。其實，掉落的是科研人員爲火箭專門設計的“暖寶寶”——保溫塑料泡沫。

原來，特殊塑料泡沫板被輕輕地粘在整流罩周圍，只爲確保發射前火箭推進劑溫度不要過高或過低，以免影響燃燒效率甚至釀成事故。由于泡沫板並非牢牢地固定在整流罩上，火箭一升空，它們就紛紛落下。那時推進劑快速消耗，泡沫板掉落還可以爲火箭減輕負擔。

我國每年都要發射不少衛星及深空探測器,相信大家都發現:很多航天器覆蓋了金燦燦或銀閃閃的“外套”，金色尤其耀眼。網友們給它們起綽號“黃袍加身”。其實，航天器的“黃袍”不是爲了彰顯“尊貴”,更像是坦克配備的厚厚的防彈裝甲，可以理解爲有效抵禦熱輻射的“防熱裝甲”，學名叫多層隔熱材料。

多層隔熱材料就像是厚厚的多層毯子,主要由反射屏及間隔物組成。表層的反射屏可以有效地將以太陽輻射爲主的宇宙輻射反射回去,效果就像超級英雄的防彈披風一樣拉風。而內層的反射屏阻止航天器內部的熱量過多、過快地散逸到真空中，起到保溫作用。

具體來講，反射屏常用的隔熱材料是鍍有金屬箔(如金箔、銅箔等)的聚酯薄膜或聚酰亞胺薄膜,這也就是大家常見的金黃色“外套”,有時也會是銀色的。而間隔物一般爲疏松多孔的材料,如玻璃纖維、石英纖維等,進一步阻隔航天器與真空環境發生過多的熱交換。

有時候，大家會發現航天器被“稻草”鋪蓋著。其實，那是特殊的“保暖草氈”，表面上看起來是柔軟的草墊子，本質上仍是多層隔熱材料。雖然令人感覺有點“土味”，但這同樣是航天器保暖的有效手段。

比如常用的第二代柔性隔熱材料由石英纖維棉夾在編織好的石英纖維布中，精密縫制而成，又稱“柔性隔熱氈”。它是低熱導率的棉被式隔熱設備,能夠有效降低熱傳導效率,最高使用溫度達750攝氏度，質量輕，耐熱防震性能好,價格便宜,理所當然地成爲目前航天器熱防護系統中頗受青睐的“寵兒”。

精密控制思路廣

3種又炫又萌的航天器保溫手段只是“厚厚秘笈”的一小部分，大家想全面了解妙招，還要認真分類。從總體上說，航天器的保溫控制方法分爲兩種：被動控制與主動控制。

被動控制，顧名思義，是帶有“防禦”性質的溫度控制方法。上述的“暖寶寶”“黃袍加身”“保暖草氈”均屬此類型。形象地比喻，被動溫度控制需要給航天器披上有效的“防熱裝甲”，所以多層隔熱材料是其核心組件，使用範圍最廣。

安裝在航天器內部的熱管也是很常用的被動溫度控制方法。熱管內部儲存的工質(如氨水）可以迅速地將一端熱源散發的熱量吸收,然後通過熱傳導的方式在另一端進行散熱,從而控制好航天器內部溫度,且整個過程基本不消耗能量。

在吸熱與散熱的過程中，熱管內部的工質會發生物理狀態改變:先從液體蒸發爲氣體,再由氣體冷凝成液體。所以這種工質又被稱爲“相變介質”，相變材料在航天領域的應用還包括航天服、返回艙外殼等。

除了多層隔熱材料及熱管，航天器上還會采用隔熱器、隔熱塗層、被動式熱輻射器等多種被動溫度控制裝置。

被動溫度控制的優點是簡單方便,消耗能量極少，但也有較明顯的缺點，那就是控溫精度較差。爲實現航天器內部各區域溫度的精准控制，一般還需要安裝主動溫度控制系統。

通俗地理解，主動溫度控制系統的工作原理與家用空調相似。以常用的工質循環回路熱控系統爲例，它利用循環泵作爲動力來驅動工質進行循環流動，在指定的冷卻端收集熱量，並在另一端釋放熱量。這種系統看似只是“高級版熱管”,但可以實現精准地溫度控制,是航天器中必不可少的一部分。

未來手段更智能

航天器保溫手段已經成熟可靠，但隨著科學進步、需求發展，航天人不會滿足于當前的技術。航天器種類日益繁多，技術要求也越來越高，智能熱控塗層保溫手段應運而生。

熱控塗層一般通過調節航天器的表面陽光吸收率與反射率來穩定控制溫度，而智能熱控塗層可以更靈敏地感應到太空環境溫度，改變航天器的陽光反射率，實現航天器溫度系統的自主控制。當航天器所處的環境溫度與保證航天器正常運行所需的溫度相差較大時，智能熱控塗層能夠提高陽光反射率，加緊耗散航天器多余的熱量。反之，智能熱控塗層也能有效減少航天器熱量散失，幫助航天器的各種儀器和航天員保持適宜的溫度。

相比傳統的熱控塗層，智能熱控塗層具有體積小、質量輕、調控效果靈敏精確等多種優勢。依據航天器遭遇的周圍極端環境和工作條件,它能自動、實時進行自身溫度的調節,盡可能避免被動熱控手段所面臨的遙控指令幹預隱患。

智能熱控塗層是近年來廣受關注的新興技術，相信不久我國將發射帶有智能熱控塗層的航天器，敬請期待。