航天等太空探索中所处的应用环境特殊，如太阳辐射、冷黑背景、磁层亚爆等，航天器等探索设备的性能测试在常规环境下已经无法满足要求，因此会采用真空技术进行热真空环境模拟来模拟太空中的各种环境。那都模拟了些什么，和螺杆真空泵厂家珂勒曦一起来了解下。

进行热真空环境模拟的空间实验室

今天首先了解太空环境模拟项目中的热真空环境模拟。

空间热真空环境模拟主要是模拟太空的真空环境、外热流环境以及冷黑环境。模拟设备直径大于2m的称为空间模拟器，用于整星或大型分系统的热真空试验，直径小于2m的称为热真空环境模拟设备，用于卫星组件、元器件及材料试验。

真空环境模拟。卫星等航天器的在轨高度不同，所处环境的真空度也不同：距离地面100km，真空度为4×10^-2Pa；当距离地面300km，真空度为4×10^-5Pa；距离3000km时，真空度就达到了4×10^-11Pa。因此航天器运行的真空度范围一般在10^-4～10^-12Pa。航天器及其系统需要在对应条件下进行大量的热真空试验与热平衡试验。模拟室一般用10^-3Pa来模拟空间的真空环境，此时辐射传热是空间传热的主要形式，对流与气体热传导可以忽略，已经能够较为真实地模拟航天器所处真空环境的热交换效应，不必追求更高的真空度。

冷黑环境。宇宙空间是一个温度为3K，吸收系数为1的冷黑空间。此环境下，运行中的航天器发出的热量不再返回，就是理想的黑体（黑体，理想化的物体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射。换句话说，黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0），这种环境就称为冷黑环境，也被称为热沉环境。冷黑环境对航天器和舱外航天服的热性能有极大的影响，研制航天器和舱外航天服等，必须在模拟的冷黑环境中进行充分的热真空和热平衡试验，验证其热设计和热性能是否满足要求。热真空设备中，会采用液氮壁板内表面涂高吸收率的特制黑漆来模拟宇宙冷黑环境，这种装置称为热沉。用低于100K的液氮和吸收率为0.9以上的热沉来模拟空间冷黑环境，模拟误差仅为1%左右，即能够满足冷黑环境模拟试验的要求。

空间外热流环境。空间外热流环境中，航天器等主要承受三部分辐射能量：来自太阳可见光和红外辐射的能量、地球反射太阳辐射的能量和地球大气的热辐射能量。航天器等吸收的这些能量会影响其温度及分布，吸收能量的大小取决于其结构外形、表面材料特性和飞行轨道。波长小于300纳米的紫外线，辐射能量虽然只占太阳总辐射能量的极小部分，但会使材料表面的光学性能发生很大的变化。紫外辐射效应主要表现为光化学效应和光量子作用。

热流模拟模拟的是太阳辐射环境对航天器等产生太阳光谱热效应，其中一类是采用太阳模拟器，另一类是采用红外模拟器，前者适合外形和表面材料形状复杂的试件，后者则适合表面材料形状单一的试件。如果需要模拟紫外辐照环境的光化学效应，则需要利用紫外辐照模拟器等进行。

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