太空食材保鲜难题如何破解?三项关键技术保障航天饮食安全
当航天员在太空中的美食视频引发广泛关注时,这些美味背后所依托的科技支撑同样值得关注。在太空厨房设备发挥作用之前,一台特殊的冷藏装置正悄然守护着食材的新鲜与安全。来自上海理工大学能源与动力工程学院的青年科技专家王子龙及其团队,在我国航天冷藏技术的演进中发挥了关键作用。他们研发出一项不依赖压缩机制冷的半导体温控技术,成功解决了太空环境中高效制冷、精确温度控制以及微重力条件下热量传递等核心问题,有力保障了航天员在太空中食品储存的品质与安全。
一、无压缩机制冷:从“相变制冷”转向“热电效应”
在地面环境中,家用冷藏设备通常采用压缩机推动制冷剂发生液气相变来实现降温。然而,在太空失重条件下,液态与气态物质难以自然分离,使得传统制冷方式无法适用。研究团队转变思路,采用半导体热电材料作为核心制冷元件,只需接通直流电源,无需压缩机及制冷剂参与,即可在微重力环境中构建出稳定可靠的低温环境。
二、温度均匀控制:多孔介质导热,避免食材“冷害”
尽管半导体热电片能够在太空实现无压缩制冷,但由于其制冷区域较为集中、面积有限,容易导致冷却面板出现温度分布不均的现象。部分区域温度偏低,而另一些区域则相对较高。这种不均匀不仅会引起结冰或凝露,还可能造成食材因低温损伤而品质下降,甚至对航天员的健康构成潜在风险。
在失重状态下,冰霜融化后不会像在地面那样沿壁面流走,而是形成悬浮的水珠。如果这些微小液滴飘散到设备外部,可能侵入航天器的电子元件或精密仪器内部,引发电路短路、设备腐蚀或信号异常,从而威胁整个飞行任务的安全。
针对这一难题,研发团队应用了多孔高导热材料作为传热基板,相当于构建了一张“冷量疏导网”,能够快速将冷量均匀分布到整个冷却表面,有效防止局部温度过低。
核心要点:该技术实现了“制冷单元到冷却面板”之间的温度均衡控制。
三、微重力环境高效导热:优化结构设计,守护食材每一分新鲜
在太空失重条件下,冷藏装置内部无法像在地球上那样依靠空气自然流动传递冷量。地面环境中,空气会因温度差异形成对流,使冷气均匀散布至每个角落;而在太空,空气基本静止,导致冷量难以自然扩散,可能造成存储空间内部分区域温度偏低、部分区域偏高,食材保存条件不一致。
为解决该问题,科研团队对冷藏装置内部构造进行了系统改进,通过科学规划空气循环路径,促使冷气能够更均匀地分布于整个存储区域。由此,无论食材放置在什么位置,均可处于恒定且适宜的温度范围内,既维持了食材的新鲜度,也提升了在轨使用过程中的稳定性和安全性。
核心要点:此项改进实现了“冷却面板到存储空间内空气和食材”之间的温度均匀分布。
中国航天在每一个细微之处都融入了扎实的科技力量,让我们为这些默默攻关的科研工作者喝彩!
更多文章
-
AI赋能高校英语教学,锻造乡村振兴新生力量
在全面推进乡村振兴的背景下,教育领域的数字化变革正扮演着越来越重要的角色。其中,英语素养已成为乡村人才参与全球产业竞争、推动地方经济高质量发展的关键能力之一。作为人才培养的主阵地,高等院校正积极引入人工智能技术,以其独特优势革新英语教育形态。通过推动教学资源下沉、强化学生能力塑造、探索全新教学方法,
-
科技赋能八桂:人工智能峰会开启区域智能新篇章
近日,华为2025年度人工智能主题巡展在广西桂林拉开帷幕。本次大会以“智慧未来,广西有为”为核心主题,汇聚了国内外知名专家学者、政府代表及企业领袖,共同探讨人工智能技术如何助推区域经济创新升级。活动现场,多位重要嘉宾发表致辞。华为企业业务负责人指出,人工智能正在深刻改变传统产业格局。广西依托独特的区位条
-
产业瞭望:前沿技术驱动纺织业迈向新阶段
在浙江绍兴柯桥的一场行业盛会上,一款看似普通却蕴含创新能量的智能服装引发关注。据现场科研人员解说,这种采用新型高分子材料制成的服饰能够根据体温变化实现动态调温,展现了纺织领域正在发生的深刻变革。近日,第八届国际纺织产业博览会在柯桥举办,以"全球协作——重塑纺织价值链新生态"为主题,汇聚了来自
-
太空食材保鲜难题如何破解?三项关键技术保障航天饮食安全
当航天员在太空中的美食视频引发广泛关注时,这些美味背后所依托的科技支撑同样值得关注。在太空厨房设备发挥作用之前,一台特殊的冷藏装置正悄然守护着食材的新鲜与安全。来自上海理工大学能源与动力工程学院的青年科技专家王子龙及其团队,在我国航天冷藏技术的演进中发挥了关键作用。他们研发出一项不依赖压缩机制冷的半
-
韩国名校陷AI作弊风波 人工智能拷问考试诚信
韩国知名学府延世大学近期发生一起大规模在线考试违规事件。在一门名为“自然语言处理与ChatGPT”的选修课期中测试中,大量学生被怀疑借助人工智能完成答题,引发校方和社会各界的高度关注。1.线上考试防作弊机制仍被突破这门由延世大学新村校区开设的课程共有约600名注册学生。由于选课人数众多,课程采取在线形式进行期中
