卿恒新，刘 彬，帅 永，孟繁孔，陈 灵，陈江平，曹剑峰

(1.北京空间飞行器总体设计部，北京100094；2.哈尔滨工业大学，哈尔滨150001)

1 引言

未来对月球的探索和开发利用必然要发展长期驻月设施甚至月球基地。由于月球没有大气层，月球表面昼夜温差极大，在赤道地区白昼温度约为137℃，夜晚可以降到-153℃；在太阳无法照射到的阴影区月球表面温度甚至降到-183℃。月球一昼夜相当于地球28天，长期驻月设施可能要经历多个月昼和月夜，尤其是在位于月球赤道或低纬度地区，在月昼需要实现300多小时高温持续排散热量，同样在月夜需要实现300多小时低温持续补热保温。因此长期驻月设施所面临的一个重要的问题是能够适应月球表面严酷的热环境，提供适宜的载人热环境和设备工作温度环境。

为了解决该问题，美国的星座计划牵牛星月球着陆舱采用辐射器和水升华器作为散热。驻月时间相对阿波罗时间长，论证需要消耗1500 kg水，如果驻月时间变长，则需要携带更多的水去月球，这种方式经济成本高，且难于维持长期驻月的任务。国内外提出了一些设想:如采用大型太阳能电池帆板和燃料电池组合方式过月夜，采用核能持续提供能量过月夜等方式。这些设想都需要从地球携带大量的物资去月球，资源代价大。因此研究利用月表原位资源，减少从地球携带物资，降低热管理系统功耗和体积等建造资源代价的热管理技术具有重要意义。

在月球上，距月表1 m以下的月壤温度基本恒定，被称为恒温层，温度约在250 K左右。……