大家說起太空,是不是總覺得肯定老冷了?畢竟電影里宇航員飄在太空中,頭盔上總結(jié)著白霜。但真要較真起來,太空的溫度可比這復(fù)雜多了,它不是一個固定的數(shù),更像個調(diào)皮的孩子,在哪兒、被什么照著、周圍有多少東西,都會讓它變出截然不同的模樣。
先說說宇宙里最基礎(chǔ)的溫度。整個宇宙彌漫著一種叫微波背景輻射的東西,是大爆炸剩下的熱,平均下來是2.73K,換算成我們熟悉的攝氏度,差不多是-270.4℃。這溫度有多冷?南極最冷的時候也就-94℃,它比那還得再冷上近200℃。理論上還有個絕對零度,-273.15℃,但宇宙里沒誰能真正達到,最多就是星際塵埃那樣,冷到-260℃,無限靠近這個底線。
但要是把東西放到近地軌道,情況就更戲劇了。就說國際空間站吧,臉朝著太陽的時候,表面能熱到121℃,比夏天柏油路曬得最燙的時候還厲害??梢晦D(zhuǎn)到背陰處,熱量嗖嗖往外跑,溫度能跌到-157℃,比家里冰箱冷凍室(一般-18℃)冷多了。不同軌道也不一樣,近地軌道的衛(wèi)星跟著地球轉(zhuǎn)得快,一會兒曬一會兒陰,溫差能從-156℃蹦到121℃。地球同步軌道的衛(wèi)星總對著太陽,溫差就小些,-113℃到66℃,算是相對溫和了。
再往遠處走,太陽系里的溫度差異就更夸張了。太陽表面有6000℃,那層叫日冕的外層大氣,居然能飆到上百萬℃。離太陽近的水星,平均溫度167℃,石頭都能曬得發(fā)燙。離得遠的海王星,平均-214℃,連氣體都凍成冰疙瘩。沒有大氣層的星球更慘,比如月球,白天太陽直射時能到127℃,烤熟個雞蛋沒問題,到了晚上,熱量留不住,能跌到-173℃,鋼鐵放在那兒都能凍裂。
其實這里藏著個容易搞錯的點,太空本身不算有溫度。咱們說的溫度,本質(zhì)是看分子運動得多快,運動越猛溫度越高??商绽锟帐幨幍模涣⒎矫桌锟赡芫鸵粋€原子,地球大氣層里一立方米卻有1021個原子,根本沒法比。這種近乎真空的地方,沒多少分子在動,自然談不上太空的溫度。真空中傳熱也費勁,只能靠輻射,不像在地球上能通過空氣對流、物體接觸導(dǎo)熱,所以東西在太空里,要么被太陽曬得巨熱,要么散熱散得巨快,很難穩(wěn)住溫度。
這就逼著人類想辦法。航天器要在這種地方干活,熱控技術(shù)得玩得溜。神舟飛船外面那層銀色涂層,看著不起眼,其實是低吸收、低發(fā)射材料,能把太陽輻射擋回去,還能少讓艙內(nèi)的熱跑出去。天舟四號用的多層隔熱材料,一層層高反射薄膜夾著滌綸網(wǎng),跟做了個保溫層似的。主動溫控也有招,空間站里像裝了暖氣管,液氨在管子里循環(huán),把多余的熱帶走,不夠熱的地方再送過去,中國空間站就靠這招把艙內(nèi)溫度穩(wěn)住。就連返回艙落地后,還得貼暖寶寶,怕溫度太低零件凍變形,也是挺實在的辦法。
所以說啊,太空里的溫度,就是物質(zhì)和輻射在較勁。宇宙背景輻射打底,讓大部分地方冷到-270℃左右,但只要有恒星照著,局部就能熱得嚇人,冷熱之間能差出幾百上千度。真空環(huán)境存不住熱,才讓這種極端成了常態(tài)。
回頭看看地球,大氣層就像件貼心的外套,既能擋住太猛的輻射,又能留住熱量,讓溫度穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)?。原來我們每天?xí)以為常的空氣,竟是宇宙里最珍貴的保溫被。這點,大概是了解太空溫度后,最該記在心里的事。
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