「神七」飛船:世界上首個應用LED光源,作為載人航天器照明系統

據中國科學院上海技術物理研究所獲悉,該所研製的「神舟七號出艙活動照明燈」將為太空人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光源作為載人航天器的照明系統,也是中國大陸首個用於太空艙外的照明系統。

據瞭解,「神七」照明燈將在太空人太空行走中發揮十分重要的作用。「神七」進入軌道後,將每90分鐘繞地球一圈,其中必然有一段時間處於地影區,屆時艙外十分漆黑,太空人出艙行走必須有光源照明,攝像系統也需要照明。「神七」照明燈採用的是最先進的LED技術。我國也是世界上第一個採用LED技術作為太空艙外照明的國家,此前國外一般採用金屬燈進行太空艙外照明。「神七」照明燈研發負責人張濤研究員告表示,「其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。」

「神七」照明燈需要攻克的難關主要在於:首先,外太空環境十分複雜,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照明燈曾用於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,航太照明系統需要做到「高功效,小功耗」。目前,LED的發光效率,在實驗室裏已經能做到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於「神七」其他工作部位。科研人員自2003年承接「神七」照明系統專案,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塗層,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。張濤指出,「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釐米、高約10釐米、厚約6釐米的小「盒子」,重量約1.8公斤。張濤說,「不要對它的「小」有誤解,航太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、最輕的品質,越小說明技術含量越高。」

圖為:神州七號整裝待發

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