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(fā)光二極管)光源作為載人航天器的照明系統(tǒng),也是我國首個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。“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(qū),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(tǒng)也需要照明。
“神七”照明燈研發(fā)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(fā)光二極管,是一種固態(tài)的半導體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED技術的特點是發(fā)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(jié)構都能夠靈活調(diào)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(huán)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(huán)境十分復雜,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(tǒng)需要做到“高功效,小功耗”。目前,LED的發(fā)光效率,在實驗室里已經(jīng)能做到100多流明/瓦。同時,“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)項目,到2007年5月交付正樣,期間經(jīng)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(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!吧衿摺闭彰鳠糁邪玻磦發(fā)光源頭,總功耗為27瓦。
如此一個高科技含量的照明系統(tǒng),規(guī)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!安灰獙λ摹 姓`解,航天設備總荷載有嚴格要求,對系統(tǒng)配件的要求是最小的功耗、最小的體積、最輕的質(zhì)量,越小說明技術含量越高。”張濤說。
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