白昼温度高达260华氏度，随后的夜晚则漫长数周，温度骤降至零下280度，像日本SLIM这样的月球探索器只能承受有限的环境考验。但如果人类打算在月球上建立永久存在，宇航员将需要更具适应性的设备以应对长途任务——研究人员正在开发创新的解决方案，以确保月球探测器等工具能够胜任这项任务。
现有的月球探测器隔热系统通常利用昂贵的加热器或效率较低的被动阀门连接到环路热管（LHP）上来调节温度。为解决这个问题，名古屋大学的一个工程团队近期与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）合作，设计了一种兼顾冷却和加热月球探测器车载电子设备的中间级热开关装置。他们的原型机详细介绍在期刊《应用热工程》上，它结合了LHP和电液动力（EHD）泵，创造出一种效率极高、功耗低的设备，它堪称一半冰箱，一半笔记本电脑散热系统。
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该论文的合著者兼首席研究员西川雅人（Masahito Nishikawara）在本月早些时候的一份随附声明中称，这种热开关技术“对长期月球探索至关重要”。
“白天，月球探测器处于工作状态，电子设备会产生热量。由于太空没有空气，电子设备产生的热量必须被主动冷却和散发，”西川说道。“另一方面，在极度寒冷的夜晚，电子设备必须与外界环境隔离开，以免温度过低。”
为应对这些挑战，该团队新设计的热控装置在酷热的月球白天，首先依赖其LHP内部的相变制冷剂。当液体蒸发时，伴随的热量通过探测器的散热器散发——待制冷剂冷却并重新凝结成液体后，这一过程会重复。在月球夜晚，EHD泵启动，通过流体产生电流。这会产生一个磁场，产生足够的压力来阻止制冷剂在LHP中的移动。这样，探测器的电子设备就能完全隔绝于零度以下的温度，而只消耗少量能量。
“这种开创性的方法不仅确保了探测器在极端温度下的生存能力，还最大限度地减少了能源消耗，这是在资源有限的月球环境中一个关键的考虑因素，”西川解释道。“它为未来月球任务的潜在集成奠定了基础，为实现可持续的月球探索努力做出了贡献。”
新系统很可能不会仅限于月球探测器。未来，类似的热开关装置可能会应用于更大的运输车辆和航天器，为宇航员（而不仅仅是机器）提供关键保护。
