嫦娥四号登月身披黄金甲,只因我兔不差钱?

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时间过得很快,转眼间嫦娥四号在月球反面平稳着陆已经由去了一年,印度再一次宣布了他们新的登月计划。克日有好奇的小同伴翻出旧照,突然注意到嫦娥四号月球着陆器全身都包裹着金灿灿的工具,像是披挂着黄金甲。于是向我诉苦,为什么美国的火星车都是素颜,而我们的探测器却要用黄金包起来,岂非是图漂亮,或者为了显示咱不差钱?

嫦娥四号

其实不只是嫦娥四号,那嫦娥三号也有一袭金色的“盔甲”呢!

嫦娥三号

如果你是个天文喜好者,应该会说这人简直是大惊小怪。除了咱中国的月球着陆器,美国的阿波罗月球探测器重新到脚也都是包裹着金色的工具。

阿波罗11号

黄金甲是金子做的吗?

正确谜底:不是,那里边半点黄金都没有。

那它是什么?简朴地说就它是一种塑料膜做成的毯子。

为什么探测器要包上塑料膜?为了雅观吗?

好比说上面的阿波罗登月舱,它的里边是这样的:

阿波罗飞船内部

在包裹了许多金色薄膜后,科学家们还不得不在它的外面再蒙上一层灰色和玄色罩板,使它看起来棱角明白,以便之后在月球轨道上与指令舱的准确对接。登月舱与指令舱的对接是由宇航员目视加手动操作完成的,亮闪闪的金色在太空中会闪瞎眼睛酿成事故。

在金色薄膜的外边又加了一层

雅观有时候其实是附带的效果,许多时候好端端的一颗卫星,被外面裹上这么一层,就像是一团揉皱的废纸,好比印度卫星这样的实在是跟雅观不沾边。

印度卫星被杂乱地包裹着

真正的原因与太空中的温度有关。

太空的温度是几多?

有人说是零度,有人说是绝对零度,另有人说太空中的温度是宇宙微波配景辐射的温度。

其实在真正的真空里是没有温度的,因为真空里什么物体都没有,自然就不存在温度。我们地球周围的太空中存在大量电磁波辐射(也就是阳光),所以你只要拿一支温度计来量温度,它很快就会被晒爆。这是光对温度计加热的效果。

国际空间站的宇航员有时需要举行出舱维修,或者安装一些新的设备。人们经常很羡慕这些太空人,以为他们漂浮在太空中是一件很惬意很帅气的事,但从事过出舱事情的宇航员显然不这么看。他们的一个配合感受就是,他面向太阳的一面酷热难当,而背阴的一面则透心凉。

太空行走冰火两重天

为什么会这样?因为在地球四周的太空中没有空气阻挡太阳的热辐射,也不存在热对流,受到太阳照射的地方温度高达120℃,而阳光照不到的地方会降到-180℃左右。宇航员通过舱外航天服来调治温差,在太空中航行的航天器和降落到月球上的着陆器也同样需要一套温度治理系统,以保证电子设备的正常运行。

“黄金甲”实际是一套隔热罩

我们知道镜子能反射光,同样也能反射大部门光所携带的热量,这是因为光子很难穿透镜子金属反射层外貌的“电子海洋”。

科学家希望用一层金属箔将航天器笼罩起来,用来反射电磁波,从而将大部门的热阻隔在航天器之外。铝很轻,它对红外线险些不透明,是一种理想的隔热质料。铝箔很脆,一碰就破,于是科学家希望用一种既轻薄、坚韧又耐高温的质料来强化铝箔,他们找到了聚酰亚胺。

聚酰亚胺是1955年发现的一种高分子质料,它可以蒙受的最高温度可达232°C,短时间704°C的温度差也不在话下;它透明度高、不易燃烧、耐油、不易被腐蚀;有相当精彩的机械性能,不容易破裂。通过气相沉积的方法将铝镀在聚酰亚胺的外貌,就能制成完美隔热薄膜。

聚酰亚胺和铝箔

聚酰亚胺自己是金黄色的,在其中一面镀上铝之后,就成为亮闪闪的金箔一样。

聚酰亚胺隔热层的应用很广泛

大多数在太空中运行的航天器都需要用到它。正如前文所先容的,阿波罗飞船上就大量使用了镀铝的聚酰亚胺来隔热。为了告竣满足的效果,阿波罗飞艇的隔热层接纳了好几层薄膜。

阿波罗飞船上的多层隔热膜

现在的航天器,包罗嫦娥月球着陆器在内所接纳的隔热质料也是聚酰亚胺,只是在每一层薄膜之间还加上了一层网状的高强度β布来将薄膜离隔,这样一方面可以取得更好的阻遏热辐射的效果,同时还能反抗太空中微小颗粒物的撞击。

现代飞船的隔热毯更庞大一些

从这个角度看,只管一点金子都没有,但聚酰亚胺膜以其优异的隔热效果和掩护作用,完全无愧于“黄金甲”的称呼。

除了用来制作刀枪不入的“金甲”,聚酰亚胺在航天器上另有许多用途,好比用它笼罩在电子器件的外貌,可以起到很好的绝缘作用。除了用于内部线缆的绝缘层,国际空间站庞大的太阳能翼的外貌也全涂上了聚酰亚胺,使得太阳能帆板看起来金光闪闪,煞是悦目。之前也有人怀疑那是用黄金打造的呢!

国际空间站的金色太阳能帆板

讲到这里,你应该明确了:

嫦娥三号和四号月球探测器,由于要在近似真空的情况下事情,为了反抗强烈太阳辐射造成的庞大温度差(这与火星上有庞大的差别),不得不用一层隔热毯子将自己周身严密包裹起来,以保证其内部的细密电子元器件正常稳定地事情。

航天器内部不乏黄金制作的元件和镀金的接触点,当初美国人在伽利略号木星探测器庞大的伞状天线上就镀了一层黄金,效果这工具在发射的历程中因为振动摩擦发生冷焊,导致天线无法张开。

不是所有看起来金灿灿的工具都有黄金,航天器外貌笼罩的隔热毯就是这样的例子,它其实就是金黄色的聚酰亚胺膜镀了一层铝,于是看起来像金子一样。固然啦,这种工具说起来简朴,但制作成本高昂,它一点儿也不比金子自制。

身披金甲的卫星

没措施,太空探索自己就是一项烧钱的事业,哪怕往太空撒一袋土豆,你没钱还真是做不到。