月球特殊的热环境

由于月球没有大气层，直接探测器无法通过大气对流交换热量，所以技术上只能通过辐射散热和相变散热来管理热量。 在月球上，白天黑夜都相当于地面上的14天，白天直接接受阳光照射，赤道附近探测器着陆点的最高温度达到120，夜晚的月面温度很快下降到-180。 极端的高温、低温环境给探测器在月球上的生存带来了很大的困难。

月面日下点温度分布：月面红外辐射热流大小与探测器相对月面日下点的距离、位置有关，日下点月面温度最高约1202 .嫦娥三号热管理方案

探测器热控产品除了常见的多层隔热组件外，还有两相流体回路、光学太阳反射镜、同位素热源等设备。 多层绝热单元对探头棉衣，冷时对探头保温，热时起绝热作用。 同位素、两相流体回路、可调热导管是针对月球环境，专门为探测器设计的热管理设备。

2.1为了解决月夜供热问题，我国从俄罗斯引进了Pu-238同位素热源，首次在航天器上使用。 Pu-238衰变时释放大量热量，半衰期长达87.7年，以Pu-238为热源可以有效解决探测器月球表面工作过程的热源问题。 嫦娥三号探测器共搭载3台同位素热源，其中着陆器2台，巡视器1台，均安装在探测机房外，每个同位素热源供电约120W。

在典型的同位素热源结构示意图中，内部红色结构是用于发热的放射性核源，外部安装铝散热片以提高散热效率。 2.2为了在两相流体回路月夜期间保证探测器室内设备的温度，嫦娥三号首次提出采用两相流体回路的方案，利用将同位素热源的热功率传递到室内，使室内设备的温度不超过储能指标的要求。 两相流体回路系统工质采用氨气，由蒸发器、冷凝器、蓄能器、管路等部分组成，在探测器发射、地月移动、环月、下降、月昼等阶段不工作，在月夜和昼夜转换端工作，探测热量嫦娥三号探测器共使用三组两相流体回路，其中着陆器使用两组，巡视器使用一组。

两相流体回路利用月球重力驱动工质，系统总重量为2.2kg，重量为美俄同类设备的1/50。 2.3可调热导管为了适应月球表面复杂恶劣的热环境，嫦娥三号在国内首次应用了可调热导管。 可调导热管可以根据热负荷和环境条件的变化，改变其中冷凝段的长度，自动调节传热量实现室内温度的控制。 嫦娥三号着陆器共有14根可调热导管，其中蒸发级与机内设备连接，冷凝级与外光学太阳发射镜连接，将热量辐射到月球环境。

可变热导管的外形图内部采用特殊设计的热管毛细管芯，能够在发射、地面月移动、下降、月球表面等不同重力环境下正常工作。 月球的特殊环境给探测器的热管理带来了巨大的技术调整，嫦娥三号的设计者使用了多种热能控制技术，部分技术达到了世界领先水平，圆满完成了执行嫦娥三号探测任务过程中的热管理任务。

参考资料：

1 .嫦娥三号“玉兔”巡视器热控，艳超、陈新、张冰强、申明虎123；

2 .嫦娥三号探测器热控系统设计与验证，刘自军、向艳超、斯东波等，《宇航学报》；

3 .月球探测器月夜生存热控技术与展望，苗建印、何江、张红星、《科学 技术科学》。

5、宣城的两院院士有哪些？

汪卫华院士，材料物理专家。 1963年7月生于宣城市宁国县，1987年毕业于安徽师范大学，1993年获科学院物质研究所博士学位，现任科学院物理研究所研究员、博士生导师、课题带头人，科学院极端条件物质重点实验室主任。 2015年当选科学院院士，2016年当选发展家科学院院士。

叶东院士，动力系统专家。 1963年出生于宣城市宁国县，1979年进入科学技术大学，先后获得学士学位、硕士学位，1991年获得莫斯科大学博士学位，现任科学技术大学教授、博士生导师。 2019年当选科学院院士。

洪德元院士，植物学家。 1937年1月生于宣城市绩溪县，1962年毕业于复旦大学生物系，1966年毕业于科学院植物研究所研究生院，现任浙江大学生命科学学院院长，科学院植物研究所研究员。 1991年当选科学院学部委员(院士)，2001年当选发展家科学院院士。

鞠躬院士，神经生物学家。 1929年11月22日出生于上海，原为宣城市绩溪县，1952年毕业于湘雅医学院，现任第四军医大学教授、博士生导师，解放军神经科学研究所所长。 1991年当选科学院学部委员(院士)。

汪应洛院士，管理科学与管理工程专家。 1930年5月21日出生于宣城市泾县，1952年毕业于交通大学机械工程系，1955年毕业于哈尔滨工业大学研究生院，现任西安交通大学管理学院名誉院长、教授、博士生导师。 2003年当选工程院院士。

文章来源：《宇航学报》 网址: http://www.yuhangxuebao.cn/zonghexinwen/2022/1209/737.html