很多太空探测器的表层，为什么都要覆盖一层“金箔”？ _奇闻异事

人类对太空探索的历史可以追溯到上世纪50年代。 1957年10月，前苏联成功将世界上第一颗人造卫星送入地球上空的轨道；1959年1月，前苏联成功发射月球1号探测器，这是人类历史上发射成功的第一颗摆脱地球引力的航天器；1959年9月，前苏联发射了月球2号探测器，是历史上第一颗在月球表面硬着陆的航天器；1966年，前苏联成功发射了月球9号探测器并在月球表面实现软着陆；1971年5月，美国成功发射了水手9号探测器，成为历史上第一颗环绕地外行星运行的探测器；1977年9月，美国成功发射了旅行者1号探测器，是历史上第一颗进入外太阳系的空间探测器；2019年1月，我国成功发射了嫦娥4号月球探测器，是世界上第一颗在月球背面着陆的探测器。细心的朋友可能会发现，这些见证着人类太空探索脚步的卫星和探测器，其表面几乎全是被一层“金灿灿”的物质所覆盖，难道这是使用的金箔吗？

文章图片
外太空的恶劣环境
超低温。宇宙空间中的所有物质，来源于137亿年前的奇点大爆炸，向外释放数不胜数的物质和能量，逐渐形成了现在宇宙中的星云、恒星、行星、卫星、小行星、彗星等形态各异的宇宙天体。随着爆炸带来的能量推动作用，宇宙也在不断地向外膨胀，宇宙的整体空间温度也在持续地下降，通过对宇宙微波背景辐射开展的相关监测和研究，目前宇宙整体温度已经下降到零下270.3摄氏度。
高辐射。宇宙空间中，不仅有大爆炸之后残留的背景辐射，还有来自各类恒星、中子星、黑洞等众多天体释放的高能粒子辐射，以及各类星体的电磁波辐射，从而形成了包含X射线、伽玛射线、高能质子流等多种形式共同构成的高辐射环境。另外，拥有磁场的星体，通过自身的磁场可以俘获这些高能带电粒子，又在星体的周围形成辐射性很强的辐射带。
大温差。由于宇宙空间中的物质浓度极低，来自恒星的热量，主要通过热辐射的方式传递，因此，无论是行星、卫星还是探测器，其面向恒星的表面温度会很高，可以达到100多摄氏度，而背向恒星的区域，温度则非常低，可以达到零下200多度。
强干扰。除上述特征之外，宇宙空间中还存在一定的星际尘埃、微小岩质碎片等物质，这些物质虽然质量很小，但是速度很快，仍然具有很强的动能，比如直径1毫米的星际尘埃甚至可以穿透3毫米的铝板。

文章图片
探测器在太空中要经受的考验
除了以上外太空的恶劣环境对于探测器在宇宙空间的运行发生重要的影响之外，还要经受自身运行过程中所带来的诸多考验。比如：

文章图片
发射升空并与火箭脱离的过程中，探测器与大气分子存在剧烈的摩擦，表面温度迅速升高，甚至能达到1000摄氏度。
探测器在发射、变轨和调整姿态等的过程中，会发生速度或者方向短时间内的迅速改变，产生一定的超重现象，无论是探测器结构，还是携载的仪器装备，都要承受住比地球上高得多的超重环境。
由于缺乏热量传播所需要的媒介，温度只能以热辐射方式进行，探测器内部各种仪器运行、发动机运转等过程中都会产生一定的热量，更为重要的是，探测器在面向恒星一侧的表面温度会很高，如果不能有效阻挡这些热量的吸收，那么内部元件受到散热效率的影响将会很大。
因此，探测器在太空中运行，除了要选择高精度、高灵敏性的设备仪器之外，其结构组成的物质也必须具备抵抗高温、超低温、高辐射、高温差、微小尘埃等星际物质侵蚀破坏的能力。
“金箔”的真身
出于上述实际需要出发，无论是卫星，还是探测器，对它们表面的防护意义重大，如果防护不到位，出现一点闪失，那么在发射或者运行过程中，都有很大的几率出现无法挽回的损失。而对于表面的防护，贴上“金箔”就是一种非常有效的方法。

文章图片
从“金箔”的组成来看，其成分并不是我们表面上看到的是金子，而是一种非常高效的隔热材料，主要由聚酰亚胺或者聚酯所构成，外层再包裹上一层非常薄的铝膜。之所以选择聚酰亚胺，主要在于它的独特物理化学性质，特别是对于温度具有很强的耐受性，这种高分子材料既可以忍受400摄氏度以上的高温，也能够抵挡零下260多度的超低温而不发生变性、裂解或者破碎。同时，这种物质还具有很强的耐辐射、绝缘、抗压和耐氧化能力，是非常有利于保护太空探测器的绝热、绝导物质。