[实用新型]一种火星表面环境模拟试验装置

说明书

本实用新型属于航天设备测试技术领域，涉及到一种火星表面环境模拟试验装置。本实用新型火星表面环境模拟试验装置真实地模拟火星表面的低压、低温和二氧化碳环境，对待测产品进行性能测试，避免产品进入火星出现不适应造成巨额损失。火星表面环境模拟试验装置，包括真空罐体、抽真空系统、真空测量系统、温度调节系统和二氧化碳注入系统；抽真空系统、真空测量系统和温度调节系统分别与真空罐体连接；真空罐体内设有热沉；温度调节系统包括加热系统和降温系统；抽真空系统用于降低或升高真空罐体内的压力；真空测量系统用于测量真空罐体内部压力；降温系统用于对真空罐体内部进行降温，加热系统位于真空罐体内，用于对被测产品进行加热。

技术领域

本实用新型属于航天设备测试技术领域，涉及到一种火星表面环境模拟试验装置。

背景技术

火星是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，地球距离火星的距离约为5500万千米，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体，火星上以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。在人类的实际探索中发现火星对于人类探索有以下意义：1)火星是地球上人类可以探索的最近行星；2)大约40亿年以前,火星与地球气候相似，也有河流、湖泊甚至可能还有海洋,未知的原因使得火星变成今天这个模样，探索使火星气候变化的原因，对保护地球的气候条件具有重大意义；3)火星有一个巨大的臭氧洞,太阳紫外线没遮拦地照射到火星上，火星研究有助于了解地球臭氧层一旦消失对地球的极端后果；4)在火星上寻找历史上曾经有过的生命化石，这是行星探测中最激动人心的目的之一,如果找到，就意味着只要条件许可生命就能在宇宙中行星上崛起。

基于以上原因，火星探测变得尤为重要。

火星表面的气候恶劣，火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700帕。火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星表面平均温度大约为-55℃，但是却具有从冬天的-133℃到夏日白天的27℃的跨度。因此火星探测在温度和压力方面相较于目前发射的航天器主要有以下不同：1)航天器所在轨道的压力一般低于10^-4Pa，而火星表面的压力高达500Pa～700Pa；2)火星表面温度低至-133℃，在这样低的温度模拟500Pa～700Pa的压力变得异常困难。因为在500Pa～700Pa的环境下，如果温度较低会产生结霜，对火星探测器形成致命伤害，低气压试验箱的最低温度只能达到-70℃，对于-133℃的低温是无能为力的。

我国目前还没有开展火星表面温度、压力的综合模拟研究工作。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种火星表面环境模拟试验装置，该试验装置可以模拟火星表面的温度、压力环境，对要进入火星的产品进行测试。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种火星表面环境模拟试验装置，其特殊之处在于，

包括：真空罐体、抽真空系统、真空测量系统、温度调节系统和二氧化碳注入系统；

抽真空系统、真空测量系统和温度调节系统分别与真空罐体连接；真空罐体内设有热沉；

温度调节系统包括加热系统和降温系统；

抽真空系统用于降低或升高真空罐体内的压力；真空测量系统用于测量真空罐体内部压力；降温系统用于对真空罐体内部进行降温，加热系统位于真空罐体内，用于对被测产品进行加热；

降温系统包括液氮管路，液氮管路穿过真空罐体；液氮管路的一端为液氮进口，另一端为液氮出口；液氮进口和液氮入口均与热沉连接。