人造卫星恒温系统与蝴蝶的关系介绍?
2021-10-07

在太空中的遨游人造卫星,有时会受到阳光的直接照射,温度会急剧上升到几百摄氏度,而若没有阳光照射,进入到地球的阴影区域时,温度又会急剧下降到零下几百度,这么大的温差,很容易损坏人造卫星上的仪器。

科学家们从蝴蝶那里学到了控制温度的办法。

这还要先从蝴蝶的翅膀说起。蝶翅是由两层本身无色的膜构成,翅生长时,内部有许多气管、血管及神经。当蝶破茧而出,羽化后的这些管道硬化,形成了翅的支架---翅脉,使蝶翅变成了风筝似的结构。

在显微镜下,蝶翅上排列着鱼鳞一般的“鳞片”,每枚鳞由一个单独的细胞穿过翅膜延伸到面,在基部有突出的小柄,镶嵌在膜内。

鳞片使蝴蝶有了五彩缤纷的色彩。色源有两种,一种叫色素色,一种叫结构色。色素色由色素存在而产生,色素存在于鳞片中的表皮中,能反射出固定的光线,使蝴蝶体现了一些固定色彩。

主要的色素有四类,最常见的是黑色素,它由新陈代谢产物生成,体现深暗的黑、褐等色,白色、黄色、金色的色素,则是由尿酸形成的蝶蛉素。

一些蝶类还利用植物中的花红素、叶绿素等打扮自己。当它们的幼虫啃食植物时,就把植物的色素存在体内,用于将来妆点自己的翅膀。

蝶翅上那些耀眼的金属虹彩,其实是由鳞片对光的折射产生的,这样形成的颜色叫结构色,在不同角度的光源照射下,经过这些不同来源色彩的组合,蝴蝶美丽起来了。

一些生活在高山上的蝴蝶靠鳞片吸收外界热量。当清晨气温较低时,它们展开翅膀,让阳光可以直射到闭合着的鳞片上,以便能够吸收到足够多的热量来升高体温。

当体温上升到足够时,鳞片就会自动张开,减少阳光的辐射角度,从而减少对热能的吸收。在瞬息万变的高山气候环境上,把自己的体温控制在一个正常的范围内。

科学家们从高山蝴蝶鳞片的功能上,学习到了控制人造卫星温度变化的办法。他们根据蝴蝶的温度控制原理,设计出了一种与蝴蝶鳞片极相似的卫星控温系统。

这个覆盖在卫星表面的“鳞片”系统,每个“鳞片”两面吸收热量的能力完全不同。由于这些“鳞片”也会根据温度变化自动开合,卫星的温度被控制在安全的范围内。

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