航天器热设计完成航天器热控系统研制的全部图样和技术文件的过程。根据航天器总体的设计技术要求，编制航天器热控系统设计方案和研制技术流程，提出对总体和其他系统的接口要求，确定航天器热控技术状态，提出试验验证项目，编制航天器热数学模型，进行详细的热分析，给出航天器各设备、部件的预计温度，根据热中衡试验的结果检查设计方案的合理性和热数学模型的正确性，修改热数学模型和设计，完成热控图样及总装技术要求。
简介航天器热设计完成航天器热控系统研制的全部图样和技术文件的过程。根据航天器总体的设计技术要求，编制航天器热控系统设计方案和研制技术流程，提出对总体和其他系统的接口要求，确定航天器热控技术状态，提出试验验证项目，编制航天器热数学模型，进行详细的热分析，给出航天器各设备、部件的预计温度，根据热中衡试验的结果检查设计方案的合理性和热数学模型的正确性，修改热数学模型和设计，完成热控图样及总装技术要求。航天器热设计的重要环节是合理选择热辐射器的位置和尺寸，合理选用热控设备和部件1。
航天器轨道变化的情况航天器的轨道变化(如机动变轨)将引起外热流(主要是太阳光照)的改变。一方面，可以通过调整航天器内热源的加热功率来适应外热流的变化，例如，某些型号的卫星通过星体主动调温电加热器等措施保持星体内部环境的等温化水平；另一方面，可以通过调整表面涂层材料的热辐射能力或布局来适应外热流的变化。
航天器系统性和鲁棒性热设计方案和流程以成熟的散热十电加热设计手段为前提，航天器系统性和鲁棒性热设计方案和流程如下:
(1)在航天器设计初期，各分系统功耗不十分准确的前提下，热设计以简单、全面为主，在可以喷涂热控涂层的外壁板上全部设计为散热面。如果外壁板上没有安装仪器设备，从流程优化的角度考虑，在航天器热平衡试验前再对这些散热措施予以实施，这时，可根据各设备实测热耗对散热面进行修改，减小热设计的不确定性。
(2)在合适的位置尽量多地布置补偿电加热回路，包括航天器散热面上。部分加热回路并非热控正常控制所需，而是为研制过程和在轨运行阶段预留调控资源。
(3)使用相对而言路数更多、性价比更高的控温仪进行电加热控制。
(4)根据研制过程中航天器的技术状态变化，为发生变化的设备提供必要的电加热控制。
(5)在航天器出厂前，确定根据出厂状态确定的最终加热回路路数，并将其他的回路设置为关闭的状态，使相应加热回路“休眠”。
(6)航天器在轨运行时，如遇到意外故障情况，根据需要唤醒休眠的加热回路，为航天器温度提升及控制提供保障2。
空间环境与航天器热设计有关的空间环境主要有以下几个方面。
1.真空环境
随着离开地球表面高度的增加，大气压力降低，逐渐达到极高真空状态。分析表明，当气压降至10¯³Pa以下时，气体的传导和对流传热便可忽略不计。因此航天器与空间环境热交换几乎完全以辐射形式进行。
2.微重力
航天器在空间运行时处于微重力状态。航天器结构分为非密封结构与密封结构。对非密封结构航天器，在入轨过程中，舱内气体进入空间，使舱内处于真空状态，不存在对流换热；对密封结构的航天器，在空间微重力作用下，舱内因温差而产生的空气自然对流换热非常微小，可以忽略不计。
3.空间外热流
从近地空间到行星际空间,航天器所接收到的空间外热流主要是太阳辐射，地球、月球和各行星的热辐射以及它们对太阳辐射的反射。其中太阳辐射是主要来源，在大气层外地球到太阳的平均距离处(1AU)与阳光垂直表面上的太阳总辐照度称为太阳常数，其测量数据平均值为1 367 W/m²。太阳是很稳定的热源，即使在11年的太阳活动周期内，太阳常数的变化也只有士0.1%左右。但是，由于地球轨道是椭圆的，到达地球的太阳总辐照度随地球到太阳的距离而变化。在远日点，太阳总辐照度达到最小值1 322 W/m²，在近日点，太阳总辐照度达到最大值1414W/m²。考虑到测量和太阳的周期性活动等不确定因素，以上数据的偏差为±5 W/m²。地球反照辐射是地球表面及其大气反射的太阳入射辐射，通常取地球反照率为0.30。地球发射的红外辐射由地球大气发射的红外辐射以及地球表面、云项层发射的红外辐射(除去大气吸收的部分)两部分组成。要精确计算地球投射到航天器的红外辐射十分困难，它的大小与地球表面状态、位置、季节变化有密切关系。为了工程应用和简化计算，假设地球红外的空间分布为漫射，遵循朗伯余弦定律，计算中采用平均值，可把地球当作250K左右的绝对黑体。
4.深冷空间背景
空间背景的热辐射近似于特征黑体温度约3K的均匀辐射。航天器的几何尺寸与它和行星或恒星的距离相比，小到可以忽略不计，从热交换的观点可以完全不考虑行星或恒星对航天器辐射的反射，因此可以认为航天器的自身辐射全部加入宇宙空间，也就是说空间对航天器来说是黑体。
5.微流星体和空间碎片
微流星体是自然形成的物质颗粒，几乎所有的微流星体均起源于彗星和小行星。空间碎片是遗留在地球轨道上的人造物体，主要分布在近地轨道和地球同步轨道，其撞击在轨航天器的概率比微流星体大。
6.带电粒子辐射
地球空间环境的高能带电粒子来自于地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线、等离子体等。
7.等离子体
近地球空间存在着由离子和电子组成的宏观上处于电中性状态的等离子体环境。等离子体环境有三个区域:电离层、地球磁层和太阳风。
8.原子氧
距地面90 km以上的高层大气主要成分为原子氧，随着轨道高度的增加，原子氧的密度逐渐降低3。
本词条内容贡献者为:
任毅如 - 副教授 - 湖南大学