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| 中美兩國LED照明在太空領域的八大應用 |
| （時間:2026-03-28 01:31:34） |
10月1號是國慶節的第一天，大家都忙著出遊或在路途中，今年的國慶閱兵不再是我們要看的了，太空之謎才是我們LED人觀望的，然而你知道LED在太空有哪些應用嗎?
在我國，LED應用於太空的工作目前主要是由軍事科研機構和軍工企業負責。LED在軍事上的應用，建軍節和閱兵第二天已經介紹過了，現在看看中美兩國LED在太空的應用。
中國從神舟七號飛船(2008年)開始將LED應用於太空照明，是全世界第一個國家!太空照明包括艙內照明、出艙照明、交會照明，交會即神舟飛船與天宮一號交會對接。
美國最初是將LED應用於太空農場，在這方麵美國可能比中國技術更成熟，並由此衍生出了其他新的應用技術。
1、艙內照明
目前國際空間站各艙室內一般照明光源為熒光燈。熒光燈技術成熟，性能穩定，可靠性高，同時具有光效高、發光均勻、表麵亮度低等特點。但是其缺點是：含汞、帶頻閃、不易調光、維護周期短。白色發光二極管(LED)作為一種新型照明光源，非常適合航天飛行任務對照明係統的高可靠和安全性要求，替代熒光燈進行艙內照明具有很多優勢：體積小、發光效能高、啟動時間快、啟動溫度範圍寬、工作電壓低、點亮後無頻閃、不含汞;LED容易設計特殊配光、二次光學係統效率高;抗震耐衝擊;容易實現顏色和亮度控製。
中國采用LED艙內照明燈，不僅耐低溫，還耐震動。太空溫差很大，晝夜變化非常明顯，在夜間溫度很低，太空的粒子輻射很強，通過LED燈特殊的技術實現高可靠性、高穩定性。每個艙內的全部照明均來自頂部的一盞小燈，所耗功率僅幾瓦，為航天器省下空間、負載和能耗。由於晝夜長明，太空LED燈還具備“調光”功能，可根據宇航員起居作息狀態進行調整。
2、出艙照明
出chu艙cang照zhao明ming燈deng在zai宇yu航hang員yuan太tai空kong行xing走zou中zhong發fa揮hui十shi分fen重zhong要yao的de作zuo用yong。飛fei船chuan進jin入ru軌gui道dao後hou，有you一yi段duan時shi間jian處chu於yu地di影ying區qu，屆jie時shi艙cang外wai十shi分fen漆qi黑hei，宇yu航hang員yuan出chu艙cang行xing走zou必bi須xu有you光guang源yuan照zhao明ming，攝she像xiang係xi統tong也ye需xu要yao照zhao明ming。國guo外wai一yi般ban采cai用yong金jin屬shu燈deng提ti供gong太tai空kong出chu艙cang照zhao明ming，中zhong國guo則ze采cai用yongLED。LED優點是發光效率高，可靠性強，抗震性能好，使用壽命理論上長達10萬小時，光的顏色、結構能靈活調整。
中國LED出艙照明燈解決了以下技術難關：(1)外太空環境十分複雜，地影區溫度可能在零下六七十攝氏度，日照區溫度又非常高，各種太空輻射、靜電多，照明燈必須承受這些惡劣條件。(2)其次，外太空沒有空氣，照明光源無法像在地球上一樣借助於空氣對流散熱，需充分運用金屬傳導和熱輻射散熱技術。(3)航天照明係統需做到“高功效，小功耗”。
LED出艙照明燈看似一個方盒子，但發光麵是有一定弧度的多麵體，作用是把光線集中到照射區域，照明視角為左右160度、上下90度。內含24個發光源頭，總功耗27瓦。如此一個高技術含量的照明係統，尺寸卻不大，置於一個寬約20厘米、高約10厘米、厚約6厘米的“盒子”內，重約1.8公斤。
3、交會照明
神舟飛船和天宮一號對接是在地影區內，一片漆黑。而對接的時候會產生很大的碰撞，LED燈經受住了考驗，為交會對接提供了保障。
在神舟飛船與天宮一號對接的過程中，需要根據預先確定的策略進行軌道和姿態調整，讓神舟飛船與天宮一號按時、逐步接近，通過交會對接敏感器完成測距和瞄準，把兩者之間的距離逐步縮減為0，完成交會對接。對接敏感器主要包括微波雷達、激光雷達和CCD光學成像敏感器等。
CCD光學成像敏感器，它是由標誌子係統、攝像機子係統和信號處理子係統組成的。標誌子係統安裝在天宮一號上，它是由多個發光二極管(LED)目標燈排列成的一個圖形。LED功耗低、體積小、重量輕、shouhuanjingwendubianhuadeyingxiangxiao，feichangshihezuoweibiaozhidengdefaguangqijian。biaozhidengyoufenweiyuanchangbiaozhidengyujinchangbiaozhideng，junzhuangpeizaitiangongyihaoshiyancangqianzhuiduanduijiekoufujindecangtiwaibiaomianshang。yuanchangbiaozhidengzaiwaihuan，gedengxiangjujiaoyuan，yongyubaozhengjiaoyuanjulishideceliangjingdu，jinchangbiaozhidengzaineihuan，yishiyingjinjulishiCCD敏min感gan器qi鏡jing頭tou的de視shi場chang。有you了le標biao誌zhi燈deng，飛fei船chuan就jiu可ke以yi實shi現xian全quan天tian候hou對dui接jie，即ji使shi在zai背bei陽yang的de一yi側ce也ye可ke以yi進jin行xing。為wei了le有you效xiao地di排pai除chu陽yang光guang及ji其qi他ta雜za散san光guang的de幹gan擾rao，LED目標燈發出的是近紅外波段的光線。
4、太空農場
在太空種植食材，能很好地解決長途太空旅行中的一大難題：新鮮食物的供給。而就短期而言，則能起到成本削減的作用――每運送1kg食物到國際空間站，要花費近14000英鎊，主要都是些高熱量並能長期存放的食品，新鮮食物尤其是蔬菜水果非常有限。
基於太空環境的特殊要求，植物栽培使用的光源必須具有發光效率高、輸出光譜與植物光合作用需求吻合、體積小、重量輕、壽命長、無汙染等特征。LED具有這些基本特征，是太空農業最理想的人工光源。
美國宇航局通過一項名為蔬菜生產係統的計劃為國際空間站的宇航員們提供太空種植的可食用蔬菜。這一太空植物種植計劃首批栽培6株萵苣，由粉紅LED燈提供光合作用所需光線。萵苣太空生長周期很短，一旦種植，28天後就能成熟到可以食用的程度。
說到肉食，要在太空艙的狹小空間中飼養大型動物可能很不現實，中國科學家為此推薦了小個頭的蠶。他們認為蠶的蛋白質含量高、生長周期短、生物轉化效率高、活動所需空間小，飼養蠶的過程中氣味小、不產生廢水。因此，蠶有可能作為太空旅行所需動物蛋白質的最佳候選動物。
5、園藝療法
據自1989年開始給萊克斯島上的居民進行園藝療法的紐約園藝學會說，照顧植物的好處非常多，例如“減小壓力、改善心情、緩解抑鬱、促進社交、改善身心健康”和一般健康。
zaiguangmaowuyindetaikongzhong，jishishizuijianqiangdeyuhangyuan，yeyoukenenghuibeibidaorenwukerendedibu。taikongnongchangzhongzhizhiwubingbuzhishiweileshiyong，tamenhaichongdangzheyizhongqingganjituowu，jiyuanyiliaofa。zheyang，yuhangyuanshenghuozaimibidefeichuancangzhong，tamenyidianyebugandaoguduhejimo，gengduodeshixingfenhezihao。
6、調節睡眠
來自LightingScience公司的RhythmDownlight不僅僅是個能發光的LED燈泡，它還能影響到使用者的精神狀態。美國宇航局在國際太空站部署類似的技術來幫助宇航員調節自己的睡眠――在28160千米/小時的速度下，宇航員們每24小時會看到16次日出和日落。
實驗發現，波長在446―477納米之間的藍光會抑製褪黑素的生成。LightingScience的工程師根據實驗結果編寫了RhythmDownlight的設置程序，包括“提神模式”(更多藍光)和“放鬆模式”(無藍光)。zhexiangjishubujinyongyuyuhangyuan，yeshiyongyuputongren。shiyongzheketongguochengxutianjiazijiderichenganpai，zheyangjiunengzaigongzuoheqijudeshihoubaochilianghaojingshenzhuangtai，youqishizaiwuhouheyewan。
7、治療傷口
在確定LED可用於太空培養植物後，美國宇航局還研究LED用於光生物調節作用療法(PBMT)。PBMT是一種新型的醫療技術，通過將機體暴露於高強度、特定波長的光的照射下，來刺激或抑製細胞活動。PBMT調節機體的細胞器官(如線粒體、液泡和葉綠體等)，zaixibaoshuipingshangliyongtedingbochangdeguangzinengliangzengqianghuxizuoyong，jianshaozirandefayanzhengzhuang，jiakuaishangkoudeyuhesuduheyingjisudu，cujinxinchengdaixie。muqian，zhexiangjishuyijingyouhangtianyanshendaominyongshangyong。
8、墨水光源
一家位於美國亞利桑那州，針對照明、太陽能和能量存儲等應用從事無機印刷和柔性半導體開發的新創公司NthDegree，和美國宇航局共同開發“輕質、低功耗”光源。
該光源使用NthDegree開發的創新半導體墨水。NthDegree聲sheng稱cheng其qi發fa明ming了le一yi種zhong能neng將jiang半ban導dao體ti墨mo水shui轉zhuan移yi到dao襯chen底di上shang的de專zhuan有you方fang法fa，這zhe種zhong油you墨mo內nei含han功gong能neng元yuan件jian，如ru使shi用yong傳chuan統tong晶jing圓yuan製zhi程cheng的de二er極ji管guan和he晶jing體ti管guan。固gu態tai照zhao明ming裝zhuang置zhi是shi在zai標biao準zhun的deInGaN異質外延上，製成微型LED並分散於油墨黏合劑中。以一台60公分寬的柔性凸版印刷機來說，每分鍾可印刷出75公尺，每年運作300天，每天工作20小時的話，大約可相等於2.5億顆A―19燈泡。
以上8大太空應用，你都記住了，看以後誰還敢在你麵前瞧不起做LED的!
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