中國人造地球衛(wèi)星在太空環(huán)境中運行過程中，會遇到高溫和低溫兩種環(huán)境。因為太陽是一個巨大的熱源，在太空的真空環(huán)境中又沒有傳導(dǎo)與對流散熱，所以在太陽直接照射人造地球衛(wèi)星時，如果不加防護(hù)，溫度可達(dá)100°C以上；但當(dāng)人造地球衛(wèi)星進(jìn)入地球陰影區(qū)時，溫度又會低于—100°C以下。顯而易見，人造地球衛(wèi)星內(nèi)的各種儀器設(shè)備不可能在如此大的溫差環(huán)境中正常工作。另外，地球的太陽光反射和紅外低溫輻射也會影響衛(wèi)星溫度；人造地球衛(wèi)星內(nèi)的儀器設(shè)備工作時還要向外散發(fā)熱量。為此，中國人造地球衛(wèi)星都有熱控制（或叫溫度控制）分系統(tǒng)，把衛(wèi)星內(nèi)溫度控制在儀器設(shè)備可以正常工作的溫度范圍內(nèi)。
人造地球衛(wèi)星的熱控制就是通過控制衛(wèi)星內(nèi)外的熱交換，使星體各部位及星上儀器設(shè)備在整個飛行任務(wù)期間都處于正常工作的溫度范圍內(nèi)。一般的電子設(shè)備，如果長時間工作在50℃以上的環(huán)境中就會產(chǎn)生故障，而化學(xué)電池等一些設(shè)備，如果在0℃以下工作其效率又會很低。所以，雖然衛(wèi)星外的溫差為100℃到－100℃，但人造地球衛(wèi)星內(nèi)的溫度一般要保持在5～45℃的范圍內(nèi)，個別的部分只允許在恒定的溫度下有1～2℃的變化范圍。
中國人造地球衛(wèi)星的熱控制方法有被動式和主動式兩種。其中被動式熱控制可采用多層隔熱、涂層和熱管等方法；主動式熱控制可采用百葉窗、電加熱器、流體循環(huán)換熱等方法。
被動式熱控制是依靠選取不同的熱控材料，合理地組織衛(wèi)星內(nèi)外的熱量交換過程，其優(yōu)點是不需要消耗能量，只要在衛(wèi)星的內(nèi)外表面及儀器設(shè)備上采取相應(yīng)的措施就能達(dá)到熱控制的目地。
用多層隔熱材料把需要保溫的儀器包扎起來是最簡單的被動式熱控方法。這種材料由多層鍍鋁聚酯薄膜構(gòu)成，通常用真空沉積法將鋁鍍到聚酯膜的正面或正反兩面。
噴涂法是在人造地球衛(wèi)星外表的不同方位噴涂上白漆、三氧化二鋁等低吸收輻射比的涂層，使人造地球衛(wèi)星吸收太陽的熱量與向外輻射的熱量達(dá)到平衡，以降低蒙皮溫度；在衛(wèi)星殼體的內(nèi)表面通常噴以高輻射率涂層，以增強(qiáng)各部位之間的內(nèi)輻射，改善殼體溫度的均勻性。也可在人造地球衛(wèi)星表面采取拋光或電鍍的辦法，來提高它的輻射率。
熱管是一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力，可以把發(fā)熱量大的儀器的熱量傳導(dǎo)到不發(fā)熱的儀器上。
盡管被動式熱控制簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠，但其熱控制精度稍低，控制的范圍有限，本身沒有自動調(diào)節(jié)溫度的能力，只適用于一些對溫度調(diào)節(jié)要求比較低、儀器設(shè)備發(fā)熱量不大的人造地球衛(wèi)星。一些對溫度調(diào)節(jié)要求比較高的衛(wèi)星，還需在被動式熱控制的基礎(chǔ)上采用被動式熱控制。
主動式熱控制很象一般的冷熱空調(diào)，它是用主動加溫或降溫來達(dá)到熱量的平衡，即熱了吹冷氣，冷了送熱風(fēng)。
可在人造地球衛(wèi)星的表面安裝能活動的百葉窗。這種百葉窗主要由熱敏動作器、葉片和底板組成，當(dāng)衛(wèi)星內(nèi)的溫度超過要求的范圍時，用熱敏材料制成的動作器會受到膨脹，使驅(qū)動葉片打開，露出表面涂有高反射涂層且與發(fā)熱量較大設(shè)備基座連在一起的底板，從而調(diào)節(jié)衛(wèi)星內(nèi)部的溫度。
人造地球衛(wèi)星內(nèi)用的電加熱器一般由由電熱絲、溫度敏感元件和恒溫控制器組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、控制精度高等優(yōu)點，既可以用于整艙的主動熱控制，也能用于個別儀器的溫度調(diào)節(jié)，但需消耗星上的寶貴電能，只限用于一些能源比較充裕的衛(wèi)星上。
流體循環(huán)換熱主要用于發(fā)熱量多的大型人造地球衛(wèi)星或載人航天器。它是采用一套復(fù)雜的流體循環(huán)換熱裝置，即在衛(wèi)星的各個部位和儀器上用熱收集器收集熱量，然后收集的熱量通過導(dǎo)管中液體的流動帶到一個熱交換器上，再由熱交換器把熱量傳到熱輻射器，通過輻射器把熱量輻射到空間。
在大多數(shù)的情況下，人造地球衛(wèi)星一般采用被動和主動兩種方式聯(lián)合工作，以確保溫度控制的可靠性和高效率。
中國已發(fā)射的人造月球衛(wèi)星，如嫦娥1號的熱控系統(tǒng)與人造地球衛(wèi)星的熱控系統(tǒng)有什么不同呢？相對于月球環(huán)境，地球表面的大氣層分布均勻，環(huán)繞地球飛行的人造地球衛(wèi)星所受的熱輻射的影響比較小，而在月球表面不存在大氣層，并且受太陽的影響，所以其表面的溫度變化非常大。當(dāng)有太陽照射時，其月面溫度高達(dá)約130C°，而它的背陰面此時的溫度卻是約—180C°。如此大的溫差變化對人造月球衛(wèi)星的熱控提出了更高的要求。所以，與人造地球衛(wèi)星相比，嫦娥1號熱控制分系統(tǒng)的研制也是一大難點。
由于嫦娥1號繞著月球轉(zhuǎn)，月球繞著地球轉(zhuǎn)，地球帶著月球和月球旁的衛(wèi)星繞著太陽轉(zhuǎn)，相對關(guān)系比較復(fù)雜，從而導(dǎo)致繞月衛(wèi)星的熱變化巨大。在嫦娥1號奔月和繞月飛行的過程中會受到太陽、月球、月球陰影、地球陰影（月食）等影響，外熱流條件非常惡劣、復(fù)雜，星體各個表面外熱流變化很大，尤其是對月面的月球紅外熱流值在某些軌道條件下，從每平方米超過1000瓦到幾十瓦的范圍內(nèi)波動。因此，對人造月球衛(wèi)星的熱控制有兩個鮮明特點，其一是其熱環(huán)境較地球環(huán)境有非常大的差異，其二是有特殊熱控要求的儀器設(shè)備多，而且對熱控制要求高。
嫦娥1號在一年的壽命期內(nèi)，不可避免地需經(jīng)歷兩次月食，每次月食的影響時間均在5小時左右。月食對熱控制分系統(tǒng)的溫度維持能力和供配電分系統(tǒng)的供電能力、星上狀態(tài)設(shè)置的準(zhǔn)確性和最小功耗模式的穩(wěn)定性等都提出了更高的要求。
為了保證星內(nèi)各探測儀器正常工作，解決好熱防護(hù)問題，經(jīng)過攻關(guān)，科研人員建立了整個月球溫度場模型，并結(jié)合軌道條件和衛(wèi)星姿態(tài)條件計算出了衛(wèi)星各個面的外熱流。最終，科研人員為嫦娥1號研制了一件能“冬暖夏涼”的特制保溫“衣服”，即特殊的新型熱控制分系統(tǒng)。它可實現(xiàn)衛(wèi)星在熱的時候能夠起到散熱的作用，在寒冷的環(huán)境下又能夠保證衛(wèi)星的溫度。尤其是在發(fā)生“月食”時，其熱控制分系統(tǒng)要能保證星上所有設(shè)備在正常的工作溫度范圍。
為了科學(xué)探測的需要，嫦娥1號這個六方體中安裝科學(xué)探測儀器的一面要一直對著月球。為此，星體的這個對月面采用了一種特殊的超級隔熱材料，主要是為了防止月面上的紅外熱流對衛(wèi)星探測儀器產(chǎn)生影響。而其余的5個面由于不對著月面，所以安裝了一種特殊的散熱面材料，能夠做到最大程度的散發(fā)熱量。
當(dāng)嫦娥1號繞月正常飛行時，其太陽電池翼吸收陽光，而5個散熱面就是熱控制分系統(tǒng)的最重要部分。當(dāng)嫦娥1號飛行至月球的背陰面時，由于經(jīng)歷的時間較短，其熱控制分系統(tǒng)能夠根據(jù)之前收集的熱量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入月食環(huán)境后，真正考驗熱控制分系統(tǒng)的時刻來到了。由于需經(jīng)歷長達(dá)5小時的寒冷環(huán)境，所以科研人員在熱控制分系統(tǒng)中采用了熱管技術(shù)，它是一種被動式熱控制方式，在嫦娥1號內(nèi)部安裝的這種特殊導(dǎo)熱管可以把發(fā)熱量大的儀器的熱量傳導(dǎo)到不發(fā)熱的儀器上，讓冷熱溫度在導(dǎo)管內(nèi)部循環(huán)流動，使冷熱面的溫度得以均勻化。采用這種技術(shù)讓溫度均勻化后，可以減少5個散熱面的面積，也就相應(yīng)的減少了熱量的流失。當(dāng)用蓄電池給嫦娥1號、2號提供能源的時候，其產(chǎn)生的多余熱量可以通過導(dǎo)熱管散布到衛(wèi)星的各個面，這就使蓄電池的溫度得以控制而正常工作。
