年12月9日15：40，中国第二次太空授课——“天宫课堂”第一讲在“天宫”空间站举行，在讲课初段航天员王亚平给观众介绍了天宫空间站的内景，并给了观景舷窗一个特写，这个中国空间站的特殊结构再次映入眼帘。
因应航天员的观测和赏景需要，研制人员在“天宫”空间站“天和”核心舱上面配备了4个透明舷窗，其中3个分布于3个床位处的舱壁上，同时，为方便航天员观察机械臂的运转，还在大柱段向小柱段的截锥形过渡段配备了第4个舷窗。作为上天运行的结构，“天宫”舷窗已非一般之物，它需要具备哪些强大能力？又采用了什么特殊设计？
下方红圈位置为舷窗
抵挡度的高低温交变，普通玻璃望尘莫及！作为对外观察的窗口，“天和”舷窗自然是要采取透明设计的，可是不同于普通玻璃窗，“天和”舷窗要面对严酷宇宙环境的考验。在千米高度的近地轨道运行，空间站舱体需要经受高达度（约正负度）高低温交变，且由于空间站每天绕地16圈和太阳方位的不断变化，舱体每天经受的高低温交变频率非常高，“天和”舷窗该如何应对此严酷而频繁的温差？
如果使用普通玻璃（硅酸盐复盐）作为“天和”舷窗用材，巨幅的冷热交替会使其碎裂；如果使用有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯），长时间保持96度以上高温就能使玻璃软化；如果使用普通钢化玻璃，也只能有效抵挡正负度的高低温交变。所以，“天和”舷窗必须使用经过特殊强化设计的玻璃（国际空间站使用熔融石英玻璃），远远超出一般玻璃材料的性能指标。
高低温正负度，舷窗怎么才能隔热和保暖？在面对高低温时，加厚的玻璃能够一定程度提升隔热水平，但这在极端高低温面前是远远不够的。为了能够使舷窗的隔热水平达到空间站的运行要求，“天和”舷窗里外设计了4层玻璃，可以使得舱内外的热量交换大幅降低，不止于此，在舷窗各层玻璃之间还设计了3个真空层，有效解决了舷窗部分的隔热和保暖问题。
直面强宇宙辐射，近地空间运行的考点和难点！对于接受地球磁场和大气层护佑的人类来说，近地空间的强宇宙辐射是极为严酷的，这是“天宫”空间站运行于此必须跨越的考点和难点，舷窗设计也必须过这一关。宇宙辐射包含α、β等核辐射以及γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线等电磁辐射，大部分辐射需要对其进行有效防护。
在电磁波当中，自红外线至γ射线的波长逐渐变短，能量不断增强，其中红外线主要传递热量，上述隔热设计已经解决；可见光会远远强于地表，多层玻璃就能有效削弱；在脱离了臭氧层的保护后，高能紫外线必须在舷窗加以过滤，以保护航天员的健康；对于能量较高的X射线，要实现防护必须加装铅制挡板；而对于能量最高的γ射线，厚实的舷窗只能起到一定的防护作用的，也不能对舷窗有更多要求了。对于能量层级更高的核辐射而言，α射线的穿透性很差，舷窗足以防护；β射线穿透性较强，需要加装铝板才能有效防护。
足以承受小型碎片的撞击在近地空间运行的空间站，遭遇太空碎片在所难免，如果遇到大中型太空碎片，可以进行机动规避；如果只是小于10厘米的小型碎片来袭，就需要空间站能够承受这种高速撞击，这就包括相对脆弱的舷窗。在近地空间，“天宫”以接近第一宇宙速度运行，高速飞来的小型太空碎片可是远远快于飞行的子弹，也就意味着“天宫”舷窗的玻璃强度要远高于地面的防弹玻璃，属于特种玻璃中的顶级产品。
在脱离了大气层的保护之后，直面宇宙环境的空间站要开一个透明的窗口也是十分不易的。为了能够适应长期运行的需求，直径只有篮球大小的“天宫”舷窗无论在结构还是材料方面均需进行针对性的强化设计，其中体现的就是一个国家的科技水平，这方面能够实现自主的国家或实体很少，走在航天强国路上的中国就是其中之一！
作者：大白高国
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