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摘要：随着我国科学技术的发展，低温制冷技术也取得了一定的成就，在如今的发展中，更是迎来了低温制冷技术的新成就。本文以空间低温制冷技术为例对其进行分析，结合国外先进的空间低温制冷技术的发展进程和研究成果，对我国的空间低温制冷技术进行阐述，以及对发展趋势进行了探讨，希望能为我国的低温制冷技术提供一些参考。
关键词：低温制冷技术；空间制冷；航天技术
为了能够跟上我国航天技术的发展进程，低温制冷技术也在不断地改革和创新，而空间低温制冷技术就是航空航天领域不可或缺的技术。这种技术能够辅助航天器探测天体的运动，广泛应用于航天器上的探索工作上，因此，为了推动我国航天领域的不断进步，就要在低温制冷技术方面加大研发的力度。
1、空间低温制冷技术的简介
1.1空间低温制冷技术的意义
根据卫星、飞船等航天器工作环境的要求，有部分时间需要在低温条件下运行，为了保障制冷设备与被制冷目标之间的相互联系程度能够达到最佳的状态，就需要应用较为先进的空间低温制冷技术[1]。整体来说，具体表现为：低温探测器，超导器件，低温电子学设备等。
1.2空间低温制冷技术研发的背景和目的
近年来，空间技术的水平有了很大的提高，各类先进的遥感设备也逐渐的应用到了航天器上，例如：外探测器，射线探测器，超导量子探测器等。根据宇宙环境具有高真空，超低温的基础特征，而以上所说的低温制冷设备已经不能满足航天事业发展的需要，在此背景下，在接收部分目标的信号时，可能接收不到完整的信号源，不能让探测工作达到预期的效果。为了能够不影响探测工作的质量，就研发出了空间低温制冷技术，它能够让光遥感系统温度降到最小，让设备自身的热噪音、热干扰都处在最佳的形态，让探测的准确度和效率得到了大幅度提升，这就是研发空间低温制冷技术的背景和目的。
1.3对空间低温制冷的提出的条件
通过以上描述，我们知道探测器本身会存在一些噪声，其由来主要是：载流子进行热运动和复合时产生的噪声，背景辐射噪声。要想让探测器热噪声和辐射噪声有所减少，就要对探测器表面光和学系统的温度进行控制，将其降到最低，同时还要确保探测器的准确性和灵活性[2]。探测器的波长范围直接影响着它的制冷温度，其波长与制冷温度成反比，波长范围越短，所需要的制冷温度就越高。红外探测器的运行温度在液氮温区就能够达到运行标准，应用于深空探测的航天器，它们的工作温度只有在液氢和液氦温区时，才能够达到运行标准。若探测器在极低温区的范围内运行，就可以对噪声和辐射进行有效的控制，甚至是可以将它们全部去除，提高探测工作的质量。
空间低温制冷系统在一定程度上能够影响航天器载荷机械的组织构造和性能。因此，在对低温制冷系统研发的过程中，不仅要对其系统的制冷温度、效力、体积、功能消耗进行控制，还要对一些影响到空间低温制冷系统工作质量的因素进行控制。第一点，就是对力学和热真空的环境进行控制，以此保障探测器在运行的过程中，可以一直保持良好的运行状态；第二点，就需要对探测器自身进行控制，以此确保探测器工作的准确性和灵活性；第三点，就是对其的工作模式进行控制，以此确保能够与探测器的工作模式相契合。
2、空间低温制冷技术的发展近况
近年来，我国的社会经济水平有了大幅度提高，为科学技术的发展提供了经济支撑，让我国的科技水平得到了更好的发展。
我国的空间低温制冷技术到现在为止，已经经历了几十的发展过程，此技术的应用帮助我国研发出了许多制冷设备，其中，最常见的制冷设备就是斯特林制冷机、固体制冷器、空间辐射制冷器等。这些制冷设备的研发和广泛应用，推动了我国航天工程体系的进步和发展。现在辐射制冷器的应用，是我国实用型遥感卫星最常用的制冷方法，为了我国空间低温技术在航天事业中的发展，各大高校和研究院都加入了此项目的研究当中，并且都取得了一定的成效，在最低制冷和最高制冷的设计和研发方面进行了改进和完善。但我们也不要盲目自信，虽然空间低温制冷技术已经有了很大的进步，但空间极低温制冷温区的研究水平还有待提高。
3、国外空间低温制冷技术的发展历程
在空间低温制冷机的工作模式中分为主动式和被动式，并且这也是它的主要工作模式[3]。其中主动式热泵循环的运行规律就是通过制冷机消耗能量来完成，首先，要将热量传输到高温区域，然后再通过将热量释放到冷温区域，用此过程取得充足的制冷量，最后完成做功。被动式的运行规则就是根据辐射换热或贮存低温制冷剂相互转化热的过程，来满足对被冷却目标需要丰富冷源的要求。最早成功应用空间低温制冷技术的国家是美国，并且为了提高此项技术的应用范围，还研发出了不同种类的辐射制冷器，这些机械设备可以根据实际的需要应用与不同的轨道，同时制冷效果更好。另一方面，磁制冷技术的研发，改变了研究工作的方向，实现了低温向高温的变动。在上世纪后期，美国还研发出了室温磁制冷技术，推动了制冷技术的发展进程，几年后，有对温室磁制冷样机的性能进行了优化和改进，让其工作效率得到了提升。此室温磁制冷样机不但耗能较低，其制冷效率也有了大幅度提高。
4、未来发展的方向
通过以上航天技术的发展进程来看，只有应用安全可靠的空间低温制冷技术，才能实现在空间冷黑的环境下，探测工作的准确性和灵活性。根据制冷技术的发展进程我们不难发现，在制冷技术应用的前期，被动制冷技术在制冷技术中占有重要的地位。但随着相关技术的进步，制冷方式也在发生着改变，慢慢的向主动式制冷方式的方向靠近；而制冷的方式也在进步，不在是一成不变的制冷模式，逐渐向多元化的方向靠拢，并开发出了多种制冷方法复合制冷的方式。航天事业与空间技术是相辅相成的，一方的发展往往会带动另一方的进步，在此背景下，空间低温工作者拥有了更多的发展空间，但同样也增加了空间低温工作者的工作难度。在研发的过程中，不但要注重冷源的提供量，还要对空间低温系统运行的稳定性和安全性进行控制[4]。另外，制冷设备在安装和散热、制冷模式等方面还存在着一些弊端，为了更好地将这些弊端进行优化和改进，这就要求相关工作人员的专业技术水平有所提高，特别是在空间应用和热集成方面，然后再根据冷却对象和探测器的具体要求进行设计和改进，确保空间低温制冷技术的水平能够得到提升。在极低温区，制冷机的运行方式也在发生着改变，逐渐从间断作业转变成了连续作业。就现在而言，我国的空间极低温技术还不够成熟，与国际上的一些先进技术相比，还有较大的发展空间。因此，以后我国应该加大对低温技术的研究力度，同时还要加强空间超流氦制冷技术的研究，以我国现有的制冷技术为发展基础，对制冷系统的其他方面进行拓展，不断对其深入，为促进我国航空航天事业做出贡献。
结论
通过以上论述我们可以发现，低温制冷技术在航天事业上的应用还是比较好的，并且它的发展市场也是比较广阔的。因此，我国相关科研人员应该将刻苦钻研、勇于创新的精神落实到空间低温制冷技术的研发中，共同推动我国空间事业的进步和发展。
参考文献：
[1]孙立臣，赵月帅，李明利，等.空间环模设备用大口径制冷机低温泵研制技术现状和发展[J].真空，2018，55（1）：1-6.
[2]朱炳麟.空间低温制冷技术的应用与发展[J].军民两用技术与产品，2018，（2）：219.
[3]耿晖，崔晓钰，佘海龙.低温节流制冷系统中混合工质的研究进展[J].高校化学工程学报，2019，33（1）：21-32.
[4]李聪.空调制冷技术研究状况和发展趋势研究[J].商品与质量，2019，（13）：79.