卫星的热控系统应该是卫星上比较好理解的一个分系统。为什么要对卫星进行热控制？道理很简单，和我们冬天出门穿棉袄、进门开暖气，夏天出门穿短袖、进门开空调一样，就是为了舒服。
人类适宜生活在大概二十多度的环境，只有几度或超过三十度就不舒服，再超过这个范围还可能生病甚至有生命危险。
我们使用的电子产品，例如手机，翻开说明书也都会有一个使用的温度范围，超过这个范围使用要么容易坏要么就直接不工作了。而类似于手机，卫星上面也有大量的电子设备，所以卫星也需要在一个适宜的温度范围内工作。
但是很遗憾，卫星工作的空间热环境非常极端。极端可以体现在两个方面，首先是温度的差异很大，面向太阳的一面可以非常热，面向深空的一面可以非常冷。然后呢，这种冷热还会快速地变化，所以卫星的热控制就非常必要了。也就是卫星为什么要穿着“棉袄”吃“冰棍”了。
“冰火”两重天
卫星到底处于什么样的空间热环境中？简单地说就是“冰火”两重天，非常类似于前面烤着热火，后面吹着寒风。
处于近地轨道的卫星，主要的热量来源有几个，最主要的是来自太阳的辐射，折算到近地轨道一平米就有1300多瓦，随便照一会儿保证你马上“阳光灿烂”。其次是地球对太阳的反射，打了一个折扣，热量也不小。最后就是地球自己辐射出来的热量。打个不太恰当的比喻，如果说太阳是烤火的话，地球就好像一个热水袋。太阳和地球是主要热源，星际旅行中，其它的行星也会成为热源。
而朝着浩瀚深空的地方就非常冷了，接近绝对零度，这可是零下200多度快300度啊。而这种冷热关系又在快速变化中——例如我们的低地球轨道，一般90多分钟卫星就能绕地球一圈，一圈里有光照有阴影，整个热环境快速变化。可见，空间热环境比地面要恶劣得多。
各得其所，大家开心
卫星的热控是为了让卫星舒服只是个比喻。严肃一点说，进行卫星的热设计是为了让卫星以及卫星上的不同仪器工作在自己最适宜的温度范围内，从而保证卫星可以正常工作、高性能地工作。
但是这并不容易，就好像让一家人都开心不容易一样。卫星上的仪器可能并不是都需要相近的工作温度范围。例如，很多电子器件要求的是保温，喜欢地面环境相当的温度，而红外探测就需要比较低的工作温度，有的还可能需要非常低的温度，例如零下一两百度，差异非常大，可谓众口难调了。另外，也有很多大功率的仪器可能在工作的时候产生大量的热，从而对其他的仪器造成影响等等。
一颗卫星里不同的地方有着不同的温度要求，所以，并不是想方法把卫星整体控制在一个温度范围内就好了，还需要针对不同的需求进行针对性的设计。最后才能各得其所，让大家都快乐。
有问题就要有招
我们进行热设计主要的原理可以分为两个方面：一方面是控制热在卫星内部的交换，另一方面是控制热量和外界环境的交换。可以交换的前提就是卫星上有热有冷，我们知道有了差，就有了势，就可以利用这种差来进行控制的设计。
这里主要运用的原理就包括了传导、对流和辐射。热的交换也可以通过材料的选择来控制其交换的关系和效率；同样，也可以通过材料和面积的选择来控制辐射的效率，从而可以做到谁和谁交换、交换多少、交换速率多快。例如，如果希望热传递的快些，我们就选择导热好的材料，希望热不传递，我们就想办法选择或者组合出阻热的材料和装置。
热控手段有很多
有了原理就要上具体的手段。卫星热控的手段非常多，主要可以分成两大类：一种是被动热控，也就是通过材料选择，布置一次做好了不用后续操作的热控制手段；另一种是主动热控。
被动热控使用比较广泛的就是热控涂层和热包覆，这就是为什么我们经常看到卫星的外观形态里有的包裹着金色的外衣，有的涂着不同的颜色。热控涂层通过选择不同的表面涂料，最后能确定一个平衡后的温度，比较多使用在一些星体外的单机部件上。热包覆主要做的是热隔绝，使卫星受到的环境影响尽可能小。由于多数卫星主要做的就是保温，所以使用广泛，和用棉被裹着的雪糕箱一样。
此外，卫星内部还需要进行一些热的内部交换，这里就用到了热管。热管有很多用法，比如可以使用相变热管来使卫星整体实现一个等温化，好像睡水床一样；也可以通过热管连接热辐射器，将多余的热释放到空间里去。对于热辐射器的控制就是主动热控的手段了。
主动热控的手段也很多，最典型的就是电加热恒温装置，即通过电热片等加热装置对需要进行温度维持的部位进行加热，就好比家里冬天睡电热毯一样。电加热可以分为两种模式，一种开环控制，就真的和电热毯一样了，夜里睡觉才开，醒了就关掉。卫星可以选择进入阴影时间里开始加热，出了阴影就停止。另一种闭环控制，是在加热的地方有测温点，加热到预定温度就停止加热，降到临界温度又重新开始加热。
至于利用控制辐射器的辐射面积来实现制冷控制的手段，方法也有很多，包括百叶窗控制开窗程度来控制辐射效率；使用防热毯，表面是保温材料，热了就打开，里面是辐射较强的材料，辐射得差不多了再关上；采用遮阳伞起到类似的功能。
最后，一颗卫星完成了热设计，在进入太空之前，还需要通过热试验来考核热设计是否达标。热试验需要专门的场地，设备和环境要求，试验时间也比较久。目前，这是一个很重要的成本项目，看未来是否有更好的方法来考验热设计的结果，从而简化流程，降低成本。