宇宙环境热解析 — CAE用语解说

这正是宇宙环境热解析的核心所在。在真空中无法利用对流，所以放热手段仅限于辐射。此外，入热源有三个：太阳光照射（约1361W/m²）、地球反照（太阳光反射）、地球红外辐射，这些根据轨道位置不断变化。卫星每个面所指向的方向不同，温度也会相差很大。

低轨卫星的太阳照射面可达+150℃以上，进入地球阴影后可低至-150℃以下。在90分钟的一个轨道周期内，温度变化可达300℃。电子器件需要在-20℃～60℃范围内工作，因此需要通过多层隔热材（MLI）、加热器、散热器面板进行温度控制设计，这是必不可少的。

由于辐射的处理比较特殊，通常会使用专门工具。ESATAN-TMS和Thermal Desktop（SINDA/FLUINT）是代表性的软件。视图因子计算（即某个面能"看到"另一个面的程度）通过蒙特卡洛法求得，轨道上的太阳和地球夹角关系会随时间历程进行追踪。

基本热传导方程如下。在宇宙环境中，Q项包含太阳入射和辐射放热（σεT⁴），这是关键点。

电池对低温很敏感，所以日蚀期间通常采用加热器加温的设计。这部分加热器电功率也要纳入卫星整体电力预算，因此热设计和电力设计紧密相连。正因为如此，初期阶段的高精度热解析就显得尤为重要。

辐射冷却和辐射热传递是核心概念。地面热解析和宇宙环境的支配性传热模式完全不同，一定要理解清楚。

确实。而且一旦发射上去就无法修理，所以必须在最坏工况（最高温和最低温）下都要留有余度进行设计。宇宙热设计的特点就是"无法返工"，这使得解析精度变得格外重要。