神七飛船LED照明系統揭秘 世界第一
摘要: “神七”照明燈采用的是最先進的LED技術。我國也是世界上第一個采用LED技術作為太空艙外照明的國家,此前國外一般采用金屬燈進行太空艙外照明。
新華社記者24日從中國科學院上海技術物理研究所獲悉,該所研制的神舟七號出艙活動照明燈將為航天員出艙行走以及太空圖像拍攝提供照明。這將是世界上首次使用LED(發光二極管)光源作為載人航天器的照明系統,也是我國首個用于太空艙外的照明系統。
神七照明燈將在航天員太空行走中發揮十分重要的作用。神七進入軌道后,將每90分鐘繞地球一圈,其中必然有一段時間處于地影區,屆時艙外十分漆黑,航天員出艙行走必須有光源照明,攝像系統也需要照明。
神七照明燈研發負責人張濤研究員告訴記者,神七照明燈采用的是最先進的LED技術。我國也是世界上第一個采用LED技術作為太空艙外照明的國家,此前國外一般采用金屬燈進行太空艙外照明。
LED即發光二極管,是一種固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。LED技術的特點是發光效率高,可靠性強,抗震性能好,使用壽命上理論上長達10萬小時,光的顏色、結構都能夠靈活調整。
它的原理和北京奧運會游泳館水立方的照明是一樣的,不過,因為照明燈是在太空這個特殊環境中使用,必須進行全方面的技術攻關。張濤說。
神七照明燈需要攻克的難關主要在于:首先,外太空環境十分復雜,地影區溫度可能在零下六七十度,日照區的溫度又非常高,各種太空輻射、靜電很多,照明燈必須承受這些惡劣環境。此前,由中科院上海技術物理研究所研發的LED照明燈曾用于一些衛星的艙內照明,但是從艙內到艙外的環境差別很大。
其次,外太空沒有空氣,照明光源無法像在地球上一樣通過空氣對流散熱,需要充分運用金屬傳導、熱輻射的散熱技術。
第三,航天照明系統需要做到高功效,小功耗。目前,LED的發光效率,在實驗室里已經能做到100多流明/瓦。同時,神七照明系統的功耗非常小,只有27瓦,節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項目,到2007年5月交付正樣,期間經過多年攻關,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機涂層,在日照區可以把日光反射出去,在地影區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方盒子,發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個發光源頭,總功耗為27瓦。
如此一個高科技含量的照明系統,規模卻不大,是一個寬約20厘米、高約10厘米、厚約6厘米的小盒子,重量約1.8公斤。不要對它的小有誤解,航天設備總荷載有嚴格要求,對系統配件的要求是最小的功耗、最小的體積、最輕的質量,越小說明技術含量越高。張濤說。
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