老美“登月”相機膠卷不僅有溫度問題還有月亮沒有大氣的問題

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老美“登月”相機膠卷不僅有溫度問題還有月亮沒有大氣的問題

一般人說登月相機膠片的耐受溫度的問題指的是膠卷在地球上的正常工作的問題溫度區間。但是，由於月亮上沒有大氣是真空零氣壓，而在真空零氣壓的條件下很多材料的物理性能都跟它們在地球上一個標準地球大氣壓的情況下有很大的不同的，因此，我們不可以假設登月相機膠片在月亮上的正常工作的溫度區間跟在地球上是一樣的。

我寫這個帖子來解釋一下為什麽登月相機膠片在月亮上的正常工作的溫度區間跟在地球上可能是不一樣的。

製造膠卷的材料主要是各種“酯”和“聚合物”，但是各種純“酯”和“聚合物”本身是不能用的，膠卷是以它們為主要原料跟其他各種玩意兒混合而成的，那些其他各種玩意兒與各種“酯”和“聚合物”的混合物就是膠卷，各種材料的適當的比例就是膠卷的配方，英文叫“formula”，它們的混合使最終的產品膠卷獲得強度、彈性和韌性，當然還有熱特性等等。

老美“登月”相機用的膠卷是柯達生產的，柯達膠卷的配方“formula”，我當然是不知道的。不過這個登月相機用的膠卷不是一般遊客用的135轉輪式的膠卷，而是“sheetfilm”，是早期攝影用的“幹板”（基本上就是玻璃板）的現代化，但是所用原材料是一樣的，都是某種“酯”和“聚合物”跟其它化工產品的混合物。

這就跟用麵粉做麵條差不多，麵條的配方“formula”是麵粉和水，麵粉和水的不同比例的混合，也就是說用不同的配方就會有不同的麵條，不同的強度、彈性和韌性等等。

用“酯”和“聚合物”製造的產品，比如說膠片，為了膠片有適當的柔韌性，就跟為了麵條有柔韌性需要在麵粉裏加水一樣，膠片裏也含有比較“稀”的成分，這類成分的揮發性比“酯”和“聚合物”強很多，就跟麵裏的水的揮發性比麵粉強很多一樣。

我不知道柯達膠卷的配方“formula”，也就不知道柯達到底用的比較“稀”的成分究竟是什麽東西。但是，一般說來，如果需要最終的混合物的產品柔韌性好一些，或者比較“稀”的成分比例增大，或者所使用的比較“稀”的成分就要比較更“稀”一些，而這比較更“稀”一些就往往意味著揮發性比較更強一些。反過來，如果需要最終的混合物的產品比較硬或脆一些，所使用的比較“稀”的成分就要比較不太“稀”一些，而這比較不太“稀”一些就往往意味著揮發性比較更弱一些。因此，即便是在地球上，由於這類“稀”的成分的揮發，時間長了膠片也會“幹”而柔韌性降低，以至於最終硬化。

水在氣壓降低時沸點會隨著降低，汽化點也會隨著降低，也就是說揮發性會隨著增強，隨著氣壓降低到 612 Pa 時，0°C 的水就汽化了。因此，如果你把一碗水放進一個低壓室，然後開始抽真空，由於水的溫度高於零度，當你抽真空的低壓室的氣壓接近612 Pa 時，那碗水就會沸騰蒸發氣化，最後碗裏剩下的是冰。標準大氣壓是 101,325 Pa，真空是 0 Pa，因此，在 612 Pa 氣壓以下就沒有液體水了，那時隻有固體和氣體水。

想象一下在氣壓低於 612 Pa 氣壓或月亮上的真空零氣壓的條件下維持一根麵條的像在地球上一樣的柔韌性吧，按照地球上的維持麵條柔韌的條件，我們就必須維持麵條裏的水分不凝固，也就是麵條的溫度在零度以上，可惜的是這時麵條裏的水就汽化了，也就是說在真空零氣壓和維持水的在地球上的液態溫度兩個條件同時滿足的時候，水早就汽化了，麵條也就不存在了，這是由麵條裏的比較“稀”的成分是水決定的，如果用油也許會好一點。

既然說到“油”就說幾句太空裏真空零氣壓的條件是不適合液體的，比如說衛星或飛船上如果有活動的部件，大家知道活動的部分一般都是需要潤滑的，衛星或飛船上的活動部分的潤滑都是用粉末狀態的固體。

我不知道柯達膠卷的配方“formula”，也就不知道柯達膠片裏的那些“稀”的成分的揮發性，特別是在真空零氣壓條件下的揮發性，但是它們的揮發性也會隨著氣壓降低而增強是沒有問題的，而且在月亮上的真空零氣壓的條件下的揮發性是最強的。因此，知道柯達膠卷配方的人應該知道柯達膠卷是否可以在月亮的真空零氣壓和月亮上的溫度條件下正常工作。

所以，可以想象在真空中氣壓為零的月亮上，維持膠片的柔韌性不僅僅是一個溫度的問題，還是氣壓的問題，或者說維持膠片的柔韌性需要有一定的溫度，也就是說溫度不能太低，如果在月亮上的膠卷達到了在地球上的正常工作的溫度，也就是說在月亮上膠卷的溫度處於在地球上的正常工作溫度區間之內，這就好比上麵說的在月亮上的麵條達到地球上維持柔韌的水是液態的溫度 0°C 一樣，那麽這時在月亮上的真空零氣壓和地球上膠卷正常工作的溫度兩個條件同時滿足的時候，膠片裏的那些“稀”的成分很可能就揮發了，或者揮發掉一部分，導致膠卷不能正常工作。

因此，由於月亮上沒有大氣，月亮上是真空零氣壓，所以，登月相機膠片在月亮上的正常工作的溫度區間跟它在地球上的正常工作的溫度區間完全可能是不一樣的，甚至相差很大。

所以，這裏大家以柯達膠卷在地球上的正常工作的溫度區間為標準計算老美“登月”相機在月亮上的溫度可能是無的放矢，因此意義不大，或根本沒有意義。

最後，我說一下這裏大家計算老美“登月”相機溫度的平衡理論：

平衡時，月球放熱功率=吸熱功率（太陽輻射功率）=1376W/M2

我以為這是不完整的，因為這裏說的“月球放熱”其實是“月球表麵放熱”，所以，我就指出了還應該考慮月亮表麵向月亮內部傳導的熱。

但是-qiasini-說我：“你小子啊~別被計算下著，這都是小學算術，套公式即可~有些物理概念不清的地方，問問老J即可”

看了這話咱可是傷心死了，咱脆弱的神經受到了前所未有的巨大的打擊。嗚～～～～～～～咱痛哭流涕淚流滿麵

老J說什麽呢？

jerrytao說：“石頭不象金屬，石頭的熱傳導很慢的，可以忽略。”

不錯，石頭熱傳性能不如金屬，可是這裏比較的不是石頭和金屬，這裏比較的是石頭的“傳導”的傳熱方式傳的熱跟石頭的“輻射”的傳熱方式傳的熱。

雖然大家都知道月亮上沒大氣，因此月亮表麵對阿波羅宇航員胸前掛的相機的傳熱方式隻能是“輻射”方式，但是我以為大家並對“沒大氣”這三個字究竟意味著什麽沒有概念。

所以，我不得不提醒大家一下：“沒大氣”這三個字究竟意味著“真空”！

因此，我要學著jerrytao說：“真空不象石頭，石頭的熱輻射很小的，可以忽略。”

為什麽呢？

我請大家想象兩個真空保溫瓶，一個就是標準的真空保溫瓶，二個是把標準的真空保溫瓶的真空部分灌了石頭的保溫瓶，這兩個保溫瓶的保溫原理的差別就是同樣厚度的真空的熱輻射與同樣厚度的石頭的熱傳導之間的差別。

大家說說看，那個保溫瓶的保溫性能更好一些？

標準的真空保溫瓶呢？

還是把標準的真空保溫瓶的真空部分灌了石頭的保溫瓶呢？

最後順便說幾句真空保溫瓶，雖然真空保溫瓶往往是鍍銀的一減小輻射，但是我以為鍍銀的那部分保溫貢獻上不大的，因為一旦真空保溫瓶漏氣了，它的保溫性能就基本上消失了。所以，考慮到老美阿波羅“登月”宇航員胸前掛的照相機與月亮表麵至少有1米5的真空距離。大家想想看，當然除去鍍銀部分，1米5的真空相當於多少層真空保溫瓶呢？