新華社記者24日從中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所獲悉,該所研制的“神舟七號(hào)出艙活動(dòng)照明燈”將為航天員出艙行走以及太空?qǐng)D像拍攝提供照明。這將是世界上首次使用LED(發(fā)光二極管)光源作為載人航天器的照明系統(tǒng),也是我國(guó)首個(gè)用于太空艙外的照明系統(tǒng)。
“神七”照明燈將在航天員太空行走中發(fā)揮十分重要的作用!吧衿摺边M(jìn)入軌道后,將每90分鐘繞地球一圈,其中必然有一段時(shí)間處于地影區(qū),屆時(shí)艙外十分漆黑,航天員出艙行走必須有光源照明,攝像系統(tǒng)也需要照明。
“神七”照明燈研發(fā)負(fù)責(zé)人張濤研究員告訴記者,“神七”照明燈采用的是最先進(jìn)的LED技術(shù)。我國(guó)也是世界上第一個(gè)采用LED技術(shù)作為太空艙外照明的國(guó)家,此前國(guó)外一般采用金屬燈進(jìn)行太空艙外照明。
LED即發(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED技術(shù)的特點(diǎn)是發(fā)光效率高,可靠性強(qiáng),抗震性能好,使用壽命上理論上長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí),光的顏色、結(jié)構(gòu)都能夠靈活調(diào)整。
“它的原理和北京奧運(yùn)會(huì)游泳館‘水立方’的照明是一樣的,不過(guò),因?yàn)檎彰鳠羰窃谔者@個(gè)特殊環(huán)境中使用,必須進(jìn)行全方面的技術(shù)攻關(guān)!睆垵f(shuō)。
“神七”照明燈需要攻克的難關(guān)主要在于:首先,外太空環(huán)境十分復(fù)雜,地影區(qū)溫度可能在零下六七十度,日照區(qū)的溫度又非常高,各種太空輻射、靜電很多,照明燈必須承受這些惡劣環(huán)境。此前,由中科院上海技術(shù)物理研究所研發(fā)的LED照明燈曾用于一些衛(wèi)星的艙內(nèi)照明,但是從艙內(nèi)到艙外的環(huán)境差別很大。
其次,外太空沒(méi)有空氣,照明光源無(wú)法像在地球上一樣通過(guò)空氣對(duì)流散熱,需要充分運(yùn)用金屬傳導(dǎo)、熱輻射的散熱技術(shù)。
第三,航天照明系統(tǒng)需要做到“高功效,小功耗”。目前,LED的發(fā)光效率,在實(shí)驗(yàn)室里已經(jīng)能做到100多流明/瓦。同時(shí),“神七”照明系統(tǒng)的功耗非常小,只有27瓦,節(jié)約出了寶貴的能源用于“神七”其他工作部位。
科研人員自2003年承接“神七”照明系統(tǒng)項(xiàng)目,到2007年5月交付正樣,期間經(jīng)過(guò)多年攻關(guān),一一解決了上述難題。譬如,“神七”照明燈表面選用的是某種無(wú)機(jī)涂層,在日照區(qū)可以把日光反射出去,在地影區(qū)則能夠把自身熱量輻射出去。
張濤告訴記者,“神七”照明燈整體上看上去是個(gè)方盒子,發(fā)光面則是有一定弧度的多面體,作用是把光線集中到想要照的地方,其照明視角為左右160度、上下90度。“神七”照明燈中包含24個(gè)發(fā)光源頭,總功耗為27瓦。
如此一個(gè)高科技含量的照明系統(tǒng),規(guī)模卻不大,是一個(gè)寬約20厘米、高約10厘米、厚約6厘米的小“盒子”,重量約1.8公斤!安灰獙(duì)它的‘小’有誤解,航天設(shè)備總荷載有嚴(yán)格要求,對(duì)系統(tǒng)配件的要求是最小的功耗、最小的體積、最輕的質(zhì)量,越小說(shuō)明技術(shù)含量越高。”張濤說(shuō)。
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