首先月面不是恒定200度,另外这个温度和月亮正面背面没啥关系。只和纬度有关。这有个月表温度曲线。
所谓200度是正当午太阳角度最高时月壤表面薄薄一层的温度。月壤导热性差,热容小,月表月壤和稍浅层的下面的温差很大,玉兔的轮子翻出的下面的土要凉快些(不过中午一般玉兔都在午睡)。另一方面,在日光被遮挡时,月壤温度很快就会降低很多,印象中是几分钟内降低几十度。
玉兔午睡蹲在那里的时候,脚下的沙子很快就会凉下来,不会说热量源源不断地从脚上传上来,沙子本身热容很小,没攒下那么多能量。不会说像泡脚一样泡得满头大汗。
玉兔温控主要是防日照,月面反射日光以及月面热辐射也有一些,但强度不如太阳热辐射。至于脚下沙子的热传导带来的热量几乎可忽略。
对热辐射,可以通过表面的反射膜来实现温控,通过选用热辐射发射和吸收率合适的包覆材料,让他在某个温度达到平衡。
一般人可能不会注意到材料的热发射系数 只关注反射吸热能力。。举个例子,一个磨的锃亮的金属铝或者铁 在阳光下会被晒得很热,这是因为虽然它反射掉很多热辐射,但同样对外辐射热量的能力也很差。但是这些个金属块,简单地刷上宇航白漆,温度就会低很多,其实这些白漆反射热量能力不如金属镜面,吸热也比金属镜面多。但它对外辐射热量的能力相对较强,这样就会平衡在一个更低的温度上。
其实如果愿意,仅是通过被动温控,在月亮中午让玉兔保持在零下的温度也是能实现的。方法是表面选用用吸收率低发射率高的材料,这样在很强的热辐射环境中也会保持在极低的温度。但是这样的结果是非正午的时候,玉兔会过冷。
所以温控的设计是考虑让它在白天大部分时间保持在舒适温度。但这样正午的时候玉兔温度会偏高,这时候就是老实睡觉比较安全,器件高温下会有问题,电子设备工作防热会加大温控负担。
你会发现,这些温控措施都是防太阳的,这些都是太空中卫星航天器要解决的典型的问题,手段成熟得不得了。别被什么两百度吓到,如果没温控,地球轨道上的东西会被晒得会比这个还烫。比如那些空间碎片。
但是到了晚上,没太阳了,整个环境的温度会迅速降低,这个反而最要命,谁也没办法,只能眼瞅的凉凉。没有被动廉价的解决措施,只能生炉子取暖,要耗费能量。地球轨道卫星也有同样的问题,进入地球阴影区一般要靠电池维持能量和温度。
如果没能量烧炉子取暖,就只能等着被冻僵,如果有小炉子,就冬眠吧。就像玉兔那样,用个小小的核暖炉捂心窝上,四肢就管不了了,冻僵硬酱硬的,哆哆嗦嗦半梦半醒地等下次太阳升起来。。
