隨著人類科技的發展，人們不再滿足於將拓展的腳步侷限於地球上的海陸空，進而向太空這一片未知廣袤的領域進行探索。
從一開始的各類無人探測器到後來的載人火箭飛船，人類航天事業的崛起促進了人們對於宇宙的認知和研究，瞭解到如此廣袤的宇宙之中，瀰漫著輻射磁場，以某種奇妙規律執行的數不清的天體和星雲塵埃。
而宇宙空間則以真空為主，沒有氧氣，也沒有引力；且溫度極其寒冷，通常為零下270攝氏度左右。這樣的環境完全不適宜人類的生存。如果人類在沒有任何防護措施的情況下進入太空，會因極度缺氧導致神志不清，同時血液失壓沸騰，完全失去行動能力，即刻暴斃而亡。
人類航天
而且在脫離地球大氣層的保護之後，人體還會遭到各類宇宙射線和輻射的襲擊，對人體造成毀滅性打擊。但是這些困難阻擋不了人類親自探索太空的腳步。
為了應對太空的惡劣環境，航天科學家發明出了特製的防護宇航服，以保護宇航員不受太空射線的侵襲，同時為宇航員提供氧氣，維持溫度。但是宇航服遠遠不能夠滿足人類探索太空的需求。穿上宇航服之後，雖然人身安危得到了保障，但是因為太空之中沒有重力，宇航員行動會變得極其困難，導致很多太空科研專案都難以進行。
特製宇航服
為了使宇航員能夠更方便快捷且更長時間地在太空環境之中進行科學實驗，人們又設計了空間站這一為宇航員提供工作研究和生活的大型載人航天器。空間站採用封閉式設計來保證空間站內部環境的穩定，擁有強大的水氣迴圈系統和溫度控制系統以及供氧系統。
值得注意的是，在太空零下270℃左右的寒冷環境裡，空間站不但沒有擔心低溫問題，還需要源源不斷地向外“散熱”，真是令人匪夷所思，這是怎麼一回事呢？
空間站
分子熱運動
首先，要了解冷與熱這兩個概念，我們就要先知道溫度最本質的分子熱運動是怎麼一回事。
要知道，物體其實都是由分子、原子、離子構成。在微觀世界裡，這些分子其實時刻都在產生無規則的運動和擴散，譬如將一塊金片和一塊鉛片貼在一起，在五年後會發現金片和鉛片相互滲透一毫米。
分子熱運動就基於分子的擴散現象而產生，溫度的冷熱與分子熱運動也離不開干係，溫度越高，分子運動越劇烈，反之溫度越低，分子運動越微弱。
分子熱運動模擬圖
且分子熱運動可以在固體液體和氣體間任意進行，從分子的間隙來看，氣體＞液體＞固體。因此，氣體相比固體更容易產生分子熱運動，溫度也就越高。
而水的三種形態也是印證分子熱運動的顯著例子，水蒸氣的溫度最高，液體其次，而固體的水則為冰，直觀感受上最冷。所以，溫度也體現了物體分子間的動能，因此溫度離不開物質的傳播，沒有物質就不存在溫度。
溫度與分子運動的關係示意圖
地球溫度和太空溫度造成差異的原因
要知道，地球的溫度來源於太陽這顆熊熊燃燒的火爐。而地球本身就是一團巨大的物質，基於此，在受到太陽輻射和熱傳導、熱對流的影響下，地球上時時刻刻都在發生形形色色的分子運動，因此也就會產生各種各樣的溫度。
與此同時，地球又憑藉著厚厚的大氣層防護，和高速流動的風，將多餘的熱輻射和宇宙射線給過濾和擴散掉，便形成了適宜我們人類居住和生存的溫度環境。
在太陽系的其它行星之中，也並不是每個星球都能有大氣層的保護和空氣這種介質來傳遞熱量。
地球大氣層
譬如水星這顆藍色星球，既沒有空氣也沒有大氣層，因此晝夜溫差能高達六百攝氏度。而在金星上面，由於大氣過於稠密，產生了很嚴重的溫室效應。且溫差很小也導致了金星上面無時無刻都處於一個極端的高達幾百攝氏度的高溫環境裡面，如同一座煉獄星球。
但是在“一無所有”的太空環境裡，由於過於廣袤和空曠，其空間密度極其稀薄，平均一立方米空間內只有一個原子。
人類觀測到的水星
分子與分子之間的距離隔了千山萬水的距離，構不成所謂的介質和物質，因此幾乎無法產生分子的摩擦運動和能量傳遞，也就不會有溫度的存在。簡而言之，在真空裡的熱量無法傳遞。
所以，太空的溫度才會如此寒冷。舉個形象的例子，保溫杯之所以能隔熱保溫，也就是因為在它的外層夾層採用了抽真空的方式，有效阻隔了熱量的散發和傳播，因此熱量很難喪失，始終如一地逼近傳說中“絕對零度”的範疇。
太空屬於真空環境
絕對零度
絕對零度，即零下273.15攝氏度，是目前所認為的低溫極限，在這個溫度裡，所有的分子熱運動都會停止，是一個只能無限逼近不能真正達到的最低溫度。而我們所說的宇宙空間就已經無限接近於這個絕對零度，目前已經達到了零下270.15攝氏度左右，僅僅比絕對零度高三度，是目前宇宙已知範圍內的最低溫。
據科學家研究發現，這個溫度可能是億萬年前宇宙大爆炸在宇宙空間留下的熱輻射餘溫。目前在太陽系裡，僅天王星和冥王星以及土衛六能達到零下200攝氏度“冰凍星球”的程度。
絕對零度主題圖片
在極度低溫的世界裡，空氣會在負190攝氏度變成淺藍色液體，雞蛋會變成可彈跳的熒光藍小球，花朵金魚也會變成易碎的玻璃質地。而絕對零度的世界會變成怎樣，我們就不得而知了。
但是根據理論上來說，在絕對零度時，分子的運動會完全趨近於停止，那麼也就相當於宇宙之中所有的運動都停止，時間被按下了暫停鍵，整個世界都變得寒冷而靜止。所以，當人類在溫度逼近絕對零度的宇宙空間之中建造空間站時，難道重點不是該放在如何取暖防寒嗎？為什麼還要不停地向外散熱呢？
宇宙溫度更靠近絕對零度
空間站為什麼要散熱？
顯而易見，空間站本身也是由物質構成的，而物質又是由分子構成的，所以根據分子熱動力的原理，太陽的熱量會傳遞到空間站本身。
由於宇宙之中沒有大氣來對空間站進行防護，因此空間站被太陽照射的一面會急劇升溫，甚至達到一百二十攝氏度的高溫。而沒被太陽照射的那一面又會降為零下一百四十攝氏度左右的低溫，兩面溫差高達兩百多度。除此之外，空間站每天還要經歷十六次日出日落，溫度變化如同坐過山車一樣。
同時，由於太空之中沒有任何介質可以用來傳遞熱量，因此空間站接受到的溫度無法透過熱傳遞來損失熱量。
空間站
它只能透過熱輻射的方式來達到自然散熱的目的，但是熱輻射的速率十分緩慢，消耗的熱量比不上空間站自身增加的熱量。
因此，空間站等於隨時在遭受極端的冰火夾擊，所以對於空間站來說，維持恆溫和調節溫度就至關重要，而“散熱”自然也是這個溫度調節的環節裡至關重要的部分。透過及時散熱才能應對高溫部分對於空間站的侵襲損壞，從而保證我們的宇航員在空間站內的人身安全，以確保航天科研工作的順利開展。
空間站
空間站如何恆溫散熱？
以歷史悠久的國際空間站為例，國際空間站設有主動熱控制系統，透過主衍架結構上的液氨冷卻液環路輸送冷卻液，來達到給太陽能電池板降溫的目的。冷卻液液氨吸收完熱量後，再從外部管道迴圈將吸收的熱量帶到光伏散熱板塊給散發出去，以維持太陽能電池板的正常溫度，讓太陽能電池板不會過熱或者過冷。
之所以使用液氨來幫助冷卻，是因為液氨的凍結溫度在零下77攝氏度左右，不容易凝固，能達到更好的恆溫散熱效果。
同時，整個空間站還使用一種高反射率的多層隔熱材料覆蓋，以降低表面溫差，讓太陽照射那一面得到充分散熱的同時又能給太陽背陰面保暖，使得內部儀器能在合適的溫度保障下正常工作。
空間站有很多太陽能電池板
在宇航員隨時穿著的航天服上，散熱系統的設計也同樣重要，在EMU系列航天服的設計裡，通常會在貼身的那一層上設計一套水蒸發系統。其用吸收汗液的方式來保持身體乾燥並維持宇航員的正常體溫。
整個迴圈系統先是將吸收的熱量輸出到交換器中，在交換器裡，衣服上的水迴圈系統所儲的水被輸出到一塊帶有微型小孔的鎳板上。鎳板表面會迅速結出一層薄冰，但同時因其受到太空低壓環境的影響，冰層受熱後又會轉換成水蒸氣並離開太空服。
在水蒸發的過程中就會帶走多餘的熱量，以達到防寒保暖的效果，保護宇航員能夠在太空的特殊環境下正常工作。
宇航員的宇航服上有一個水蒸發系統
總結
所以說，太空這樣極端低溫和極端高溫相交雜的環境是居住在地球上的人類難以想象的。
儘管我們人類在航天建設之中已經想了足夠多的辦法來應對這種極端溫度條件，但極端溫度和惡劣環境還是不可避免地會對我們人類探索太空的腳步造成一定阻礙。
不過，探索太空的未來前景還是十分具有重要意義的，希望隨著人們科技的不斷進步和發展，我們能逐漸解決航天過程中的各項難題。並在瞭解到宇宙真理的同時對宇宙資源進行合理的開發利用，到那個時候，星際移民或許也能成為現實，人類文明和智慧將會透過宇宙再上一個新的臺階。
人類仍然在積極地探索著太空
