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此次交会对接采用大功率LED作为聚光照明光源,中国从神舟七号飞船新匍京娱乐场最全网站(2008年)开始将LED应用于太

发布时间:2020-03-14 22:33    浏览次数 :

9月15日22时4分,在这个月朗风清的美好夜晚,我国第一个完全意义上的空间实验室“天宫二号”成功飞向太空。但是你们知道航天器和空间站所用的LED灯么?  不管是飞船舱内还是舱外,这LED照明是不不可少的,那么问题来了,航天所用的LED照明有哪些前提?需要解决什么问题?  外太空环境,你没体验过就真没那个概念,外太空环境高真空、失重、强辐射、宇宙射线,大家看看宇航员笨重的衣服就知道了,人尚且如此,那灯就不用说了。所以这个灯还必须能承受这种温差环境。  其二,首先是安全,再是坚固,安全在于不能损坏,你说就修一下,地面是平常的小事,到太空说不定就花上整整一天的时间,那当然,人家走路多费劲啊。  其三,就是这个散热问题和功效,不能占据航天器的能源,特别是像这种大功率的,舱外大功率照明设备交会对接灯的使用,它不仅为航天员照亮了交会对接目标,也为地球上的观众们能够亲眼见证这一激动人心的时刻提供了美轮美奂的光影效果。  比如以前的神舟九号、天宫一号设备的环境试验温度从原来的-15℃~50℃提高到了-35℃~70℃,环境试验的时间也成倍增加,因此对设备中使用的元器件及原材料的质量等级有较大的提高,国产元器件的标准等级大幅提高,设备的热设计难度增加。  对交会对接灯进行热设计时,既要解决近百颗LED高密度发光时的散热问题,又要保证LED的工作温度不会低于其使用临界值,还要保证交会对接灯不会成为飞船舱体的漏热源”,设计难度可见一斑。  最后来给大家扒一扒LED照明在太空运用的历程:  2008年9月  中国神七飞船上用于航天员出舱行走以及太空图像拍摄的照明系统,是世界上第一次使用LED光源做为载人航天器的照明系统,也是中国大陆首个用于太空舱外的照明系统。  2012年3月  陕西神光新能源有限公司联合日本三菱化学株式会社、中村科学器械工业株式会社、北京宇极科技发展有限公司共同投资开发LED荧光粉生产线项目落户西安航天基地。  2012年6月  中国神九与天宫对接,这标志着中国已经掌握了不同航天器之间对接的关键技术,并将朝向建设中国自身的空间站跨出一大步。此次交会对接采用大功率LED作为聚光照明光源,这在国内外尚属首次。  2012年8月  位于美国亚利桑那州的N 次方环球技术有限公司(NthDegree)与美国宇航局签署了一项合约,轻质LED墨水将成太空用光源。  2013年1月  神光皓瑞公司的新型LED外延片及芯片生产项目在西安航天基地试产成功。由该型外延片制成的成品灯能将1瓦电能转化为100ML(光亮度单位)光能,比目前全球市场通用的LED成灯光效能提高约3成。该项目技术团队负责人是中国“芯片教父”张汝京博士。  2013年8月  美国宇航局对波音公司的CST-100航天器进行了飞行状态评估测试,LED设备入驻波音航天器太空舱。CST-100航天器的一个特征是机舱内部发出的紫色光芒。这是波音公司的“天空内饰”,使用LED照明来为宇航员创造更平静的环境。  2013年10月  美国宇航局决定为国际空间站的宇航员们提供太空种植的可食用蔬菜,首批将栽培6株莴苣,由粉红LED灯提供光合作用所需光线。太空莴苣种植28天后就能成熟,达到可以食用的程度。以往试验已经证明,零重力环境并不会对这些蔬菜的生长造成影响。在太空种植食材可很好地解决未来长途太空旅行中新鲜食物供给这一难题。  2014年9月  美国宇航局与波音公司签订了一份价值为42亿美元的合同,用于为NASA的商业载人航天项目打造CST-100载人航天飞船。CST-100上将采用波音公司的LED“Sky Lighting”技术。  今年7月11日  三安光电与上海航天电子通讯设备研究所签订了《战略合作协议》。上海航天电子通讯设备研究所是中国航天科技集团公司所属的专门从事航天电子技术研究、产品开发和生产的专门事业单位。责编:颖子

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美国最初是将LED应用于太空农场,在这方面美国可能比中国技术更成熟,并由此衍生出了其他新的应用技术。

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10月1号是国庆节的第一天,大家都忙着出游或在路途中,今年的国庆阅兵不再是我们要看的了,太空之谜才是我们LED人观望的,然而你知道LED在太空有哪些应用吗?

1、舱内照明

美国波音公司日前首次公开其研发的CST-100载人宇宙飞船的内部设计,飞船内部现代感十足,环绕型天蓝色LED照明,且使用了平板电脑技术,预计2017年CST-100可将人们送上太空。

在我国,LED应用于太空的工作目前主要是由军事科研机构和军工企业负责。LED在军事上的应用,建军节和阅兵第二天已经介绍过了,现在看看中美两国LED在太空的应用。

目前国际空间站各舱室内一般照明光源为荧光灯。荧光灯技术成熟,性能稳定,可靠性高,同时具有光效高、发光均匀、表面亮度低等特点。但是其缺点是:含汞、带频闪、不易调光、维护周期短。白色发光二极管作为一种新型照明光源,非常适合航天飞行任务对照明系统的高可靠和安全性要求,替代荧光灯进行舱内照明具有很多优势:体积小、发光效能高、启动时间快、启动温度范围宽、工作电压低、点亮后无频闪、不含汞;LED容易设计特殊配光、二次光学系统效率高;抗震耐冲击;容易实现颜色和亮度控制。

自从2011年7月美国宇航局航天飞机退役后,美国只能搭乘俄罗斯联盟号飞船向国际空间站运输宇航员和货物。然而,搭乘联盟号飞船的费用十分高昂,每个座位均需支付5000万美元。与此同时,美国力推商业太空飞行,鼓励商业太空飞行公司研制载人太空飞船。

中国从神舟七号飞船(2008年)开始将LED应用于太空照明,是全世界第一个国家!太空照明包括舱内照明、出舱照明、交会照明,交会即神舟飞船与天宫一号交会对接。

中国采用LED舱内照明灯,不仅耐低温,还耐震动。太空温差很大,昼夜变化非常明显,在夜间温度很低,太空的粒子辐射很强,通过LED 灯特殊的技术实现高可靠性、高稳定性。每个舱内的全部照明均来自顶部的一盏小灯,所耗功率仅几瓦,为航天器省下空间、负载和能耗。由于昼夜长明,太空LED 灯还具备“调光”功能,可根据宇航员起居作息状态进行调整。

2010年,波音和位于拉斯维加斯的毕格罗宇航公司在美国宇航局的商业空间运输系统开发计划中获得1800万美元的研发资金,负责一种可搭载7名乘客的太空舱的初步研发与测试工作。如今CST-100宇宙飞船的问世,将在一定程度上减少美国及其盟国对俄罗斯航天运输系统的依赖,同时,也可为研制更先进的载人航天飞行器奠定技术基础。

美国最初是将LED应用于太空农场,在这方面美国可能比中国技术更成熟,并由此衍生出了其他新的应用技术。

2、出舱照明

CST-100宇宙飞船,可在地球表面上空100公里的距离内进行短途飞行。其外形与上世纪六七十年代用于探月的阿波罗宇宙飞船颇为相似,但体积比阿波罗号更大,比猎户座宇宙飞船的体积略小。飞船内部现代感十足,而且设计十分简洁。在这艘飞船里你找不到以前那些动不动就是1100个或是1600个的各色按钮。波音公司载人及任务控制部门主管,前美国宇航员克里斯菲尔古森说。飞船的大窗户设计,可让乘客们享受到更好的景观;座椅采用了特别材料,超轻,有助于控制飞船降落时的重量。

1、舱内照明

出舱照明灯在宇航员太空行走中发挥十分重要的作用。飞船进入轨道后,有一段时间处于地影区,届时舱外十分漆黑,宇航员出舱行走必须有光源照明,摄像系统也需要照明。国外一般采用金属灯提供太空出舱照明,中国则采用LED。LED优点是发光效率高,可靠性强,抗震性能好,使用寿命理论上长达10 万小时,光的颜色、结构能灵活调整。

CST-100宇宙飞船能够在空间站轨道停驻7个月,并可在重返陆地时受到烧蚀防热罩的保护。飞船能在安全气垫的缓冲下降落在陆地上,经过重新更换防热罩,新型飞船就可以再次起航,每架飞船都能飞行10次左右。

目前国际空间站各舱室内一般照明光源为荧光灯。荧光灯技术成熟,性能稳定,可靠性高,同时具有光效高、发光均匀、表面亮度低等特点。但是其缺点是:含汞、带频闪、不易调光、维护周期短。白色发光二极管(LED)作为一种新型照明光源,非常适合航天飞行任务对照明系统的高可靠和安全性要求,替代荧光灯进行舱内照明具有很多优势:体积小、发光效能高、启动时间快、启动温度范围宽、工作电压低、点亮后无频闪、不含汞;LED容易设计特殊配光、二次光学系统效率高;抗震耐冲击;容易实现颜色和亮度控制。

中国LED出舱照明灯解决了以下技术难关:外太空环境十分复杂,地影区温度可能在零下六七十摄氏度,日照区温度又非常高,各种太空辐射、静电多,照明灯必须承受这些恶劣条件。其次,外太空没有空气,照明光源无法像在地球上一样借助于空气对流散热,需充分运用金属传导和热辐射散热技术。航天照明系统需做到“高功效,小功耗”。

目前包括波音在内,还有两家公司从美国宇航局取得资金,研发载人宇宙飞船。第一家公司是太空探索技术公司(SpaceX),其龙号货运飞船已三次与国际空间站成功对接。有消息称,太空探索技术公司研发的载人宇宙飞船将于本月亮相,可载7人,最早明年可将人们送上太空。另外一家内华达山脉公司(以下简称SNC)正在研发有翼航天器追梦者(上图),可载7人,也将于2017年执行任务。

中国采用LED舱内照明灯,不仅耐低温,还耐震动。太空温差很大,昼夜变化非常明显,在夜间温度很低,太空的粒子辐射很强,通过LED灯特殊的技术实现高可靠性、高稳定性。每个舱内的全部照明均来自顶部的一盏小灯,所耗功率仅几瓦,为航天器省下空间、负载和能耗。由于昼夜长明,太空LED灯还具备“调光”功能,可根据宇航员起居作息状态进行调整。

LED出舱照明灯看似一个方盒子,但发光面是有一定弧度的多面体,作用是把光线集中到照射区域,照明视角为左右160 度、上下90 度。内含24 个发光源头,总功耗27 瓦。如此一个高技术含量的照明系统,尺寸却不大,置于一个宽约20 厘米、高约10 厘米、厚约6 厘米的“盒子”内,重约1.8 公斤。

2、出舱照明

3、交会照明