【太空散熱 ... ㊙️】SpaceX 執行長 Elon Musk 要把 AI 運算中心送上太空，但 NVIDIA 執行長黃仁勳卻大潑冷水，認為現階段根本難以實現，原因是人類仍未攻克太空散熱問題......人工智慧概述 國際太空站的景色令人驚嘆，但請注意那些散熱器。散熱… 太空中的散熱是一項關鍵的工程挑戰，因為真空環境消除了對流冷卻，輻射成為主要的散熱方式，儘管效率低。太空船、衛星和太空人必須使用專用散熱器、熱管和相變材料（例如蠟）來管理內部熱量，因為溫度可能會波動。

人工智慧概述

國際太空站的景色令人驚嘆，但請注意那些散熱器。散熱…

太空中的散熱是一項關鍵的工程挑戰，因為真空環境消除了對流冷卻，輻射成為主要的散熱方式，儘管效率低。太空船、衛星和太空人必須使用專用散熱器、熱管和相變材料（例如蠟）來管理內部熱量，因為溫度可能會波動。

美國軍事大學 (AMU)

這段影片解釋了國際太空站熱管理的重要性：

相關影片縮圖

1分鐘

反射層

YouTube • 2019年2月27日

主要挑戰與解決方案

無對流：在真空中，空氣或水無法帶走熱量。

僅輻射：熱量必須以熱紅外線輻射的形式散發，這很慢，並且需要大面積的低溫表面（散熱器）。

熱循環：軌道上的物體會經歷極端的溫度波動（陽光下高溫，陰影下低溫）。

主動控制與被動控制：

被動控制：多層隔熱材料 (MLI)、白色塗料和特殊塗層，用於反射太陽輻射。

主動控制：液冷迴路、冷板和熱管，將電子設備的熱量傳遞到散熱器。

創新技術：使用相變材料 (PCM)，例如蠟，在熔化過程中吸收熱量，然後在之後釋放熱量。

萊爾德科技

重要性

電子設備故障：過熱會導致儀器損壞。

人員安全：太空人必須穿著降溫服，因為他們的身體無法透過汗水蒸發散熱。

功率密度：隨著太空資料中心的建設，如何控制高功率電腦產生的熱量成為限制因素。

AI Overview




Heat dissipation in space is a critical engineering challenge because the vacuum environment eliminates convective cooling, leaving radiation as the primary, albeit inefficient, method to shed heat. Spacecraft, satellites, and astronauts must utilize specialized radiators, heat pipes, and phase change materials (like wax) to manage internal heat, as temperatures can fluctuate by

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American Military University (AMU) +4
This video explains the importance of thermal management on the International Space Station:

1m





Reflective Layer
YouTube • Feb 27, 2019
Key Challenges & SolutionsNo Convection: In a vacuum, air or water cannot carry heat away.
Radiation Only: Heat must be emitted as thermal infrared radiation, which is slow and requires large, cold surfaces (radiators).
Thermal Cycling: Objects in orbit experience extreme temperature swings (hot in sunlight, freezing in shadow).
Active vs. Passive Control:Passive: Multi-layer insulation (MLI), white paint, and specialized coatings to reflect solar radiation.
Active: Liquid cooling loops, cold plates, and heat pipes to transfer heat from electronics to radiators.
Innovative Tech: Using Phase Change Materials (PCM) like wax to absorb heat while melting, then releasing it later.
Laird Technologies +5
Why It MattersElectronics Failure: Excess heat can degrade instruments.
Human Safety: Astronauts must have cooling garments, as their bodies cannot shed heat through sweat evaporation.
Power Density: As data centers in space are proposed, managing heat generation from high-power computers becomes a limiting factor.
CNBC +4




































HKEPC

【太空散熱 ... 】SpaceX 執行長 Elon Musk 要把 AI 運算中心送上太空，但 NVIDIA 執行長黃仁勳卻大潑冷水，認為現階段根本難以實現，原因是人類仍未攻克太空散熱問題，網民反應兩極，有支援 Elon Musk 也有支持黃仁勳的說法，太空散熱真的那麼困難嗎 ?

很多人會問，太空應該溫度很低啊，不是比較容易散熱嗎？關鍵在於物理環境的根本差異。雖然太空溫度接近絕對零度（約 3 K），但同時亦是極佳的絕熱體，因此地球與太空的散熱方式完全不同。

在地球上，我們主要依靠對流（如風扇送風、冷氣）或傳導（如接觸冷水）帶走熱量；但太空是真空環境，幾乎沒有原子或分子，無法透過空氣或液體傳遞能量，既不能用風扇，水冷又易結冰。目前唯一可行的途徑，是把熱量透過效率最低的熱輻射（以紅外線形式）散發到太空中。

究竟熱輻射效率有多低？根據 Stefan–Boltzmann 定律，輻射散熱量與面積及溫度的四次方成正比。也就是說，如果絕對溫度變為原來的 2 倍，輻射能量會增加至 16 倍；若溫度變為 3 倍，能量則增加至 81 倍。因此，太空中心猶如被關在一個巨大的保溫瓶裡，為了排走不算多的廢熱，卻需要極大面積的熱輻射散熱板。

你用過保溫杯嗎？保溫杯之所以能保溫，就是因為它的夾層是真空，阻止了熱量傳導與對流。太空就是一個巨大的保溫杯。AI 晶片在運作時會產生驚人的熱能，這些熱能會被困在衛星內部，但因為沒有介質（空氣）來「摸」走這些熱量，晶片就像被包在保溫瓶裡的滾水，很快就會過熱燒毀。

以國際太空站 ISS 為例，約 70 kW 的總熱量便需要約 150 平方米的單面散熱面積；而大部分小型衛星（包括 Starlink），廢熱排放能力通常只在數百瓦以內。因此，太空上的電子晶片多數追求低功耗、低廢熱，這與 AI 晶片高能耗、高廢熱可說是南轅北轍。

此外，在微重力環境下，熱空氣不會自然上升，反而會滯留原地，圍繞設備造成局部過熱。這要求太空資料中心安裝複雜的主動冷卻循環系統。由於 AI 晶片不能在過高溫度下運作，這進一步限制了可用的輻射效率，導致散熱板必須做得更龐大。

值得注意的是，太空不單止「冷」，同時亦極其「熱」。在軌道上，受陽光直射的一面溫度可飆升至 120°C 以上，而背陰面則可低至 -150°C。太空船必須在吸收強烈太陽輻射的同時，設法將廢熱有效排出。

目前，全球有多間公司正研究太空散熱方案，例如光譜選擇性輻射器、相變材料（PCM）、製冰蒸發式水冷等，但大部分成果仍然有限。

總括而言，太空資料中心面臨真空無對流、微重力效應、極端溫差等特殊環境，在散熱方面挑戰極大。要在短期內於太空實現 AI 資料中心的可能性不高，但長遠而言仍然樂觀其成，關鍵在於人類必須先攻克「太空散熱」。