月面可居住移动平台高能效比热泵系统研究
2021-06-07付振东曹剑峰苗建印
真空与低温 2021年3期
关键词:系统
付振东,杨 琦,吴 琪,曹剑峰,徐 侃,苗建印
(北京空间飞行器总体设计部 空间热控技术北京市重点实验室,北京 100094)
0 引言
1969年7月20日,人类第一次踏上月球,开启了征服地外天体的新篇章。半个世纪后,美国国家航空航天局(NASA)提出阿尔忒弥斯(Artemis)计划,将于2024年运送两名航天员到月球南极,并于2028年建立月球永久基地,实现人类在月球的定居,甚至作为人类前往火星或其他星球的中转站。俄罗斯联邦航天局(RKA)也宣布了其登月计划,即2025年前后实现载人登月,2035年后建立完整的、可居住的月球基地。欧空局(ESA)也宣布计划于2025年开始相关的登月任务。日本宇航研究机构(JAXA)宣布将在2035年进行登月任务并建立燃料工厂。由此可见,未来数十年内,各个航天大国都以载人登月和建立月球科考站为近期目标,这也是航天领域最重要的探索之一。
与传统的月球探测任务不同,无论是短期的载人登月任务还是长期的永久居住基地,热控系统将面临月球表面严酷热环境带来的前所未有的挑战,主要体现在:(1)极端温度条件下的热量排散和调配;(2)热排散渠道的受限;(3)大规模的热量传输[1]。总之,针对月面可居住移动平台以及永久月球基地,热控系统设计所面临的突出问题是大功率的热传输以及高温环境的热排散。目前为止,国内外的热控技术体系经历了三代发展,第一代为全被动散热,适应整星1 kW以下热耗,如东方红一号;第二代为热管强化散热,适应整星10 kW以下热耗,如东方红系列卫星等;……
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