[发明专利]一种月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种月壤水冰极拟实潜探实验装置，其特征在于，包括月球环境模拟舱、样本桶(5)、潜探仪综合性能测评系统(7)和潜探仪(9)，

其中，所述月球环境模拟舱包括舱体(8)、低温热沉板(1)、图像监控(10)和真空系统(6)，所述舱体(8)的内壁上贴有若干低温热沉板(1)，通过调节低温热沉板(1)能够调节舱体(8)内的温度，所述图像监控(10)放置在样本桶(5)的上方，所述真空系统(6)位于舱体(8)下部，与真空机相连，

所述样本桶(5)包括桶体、液氮浴盆管(4)、温度监测传感器(2)和应力监测传感器(3)，所述液氮浴盆管(4)缠在桶体外壁，其通过舱体(8)上的接口与外部液氮循环系统相连，温度监测传感器(2)和应力监测传感器(3)在桶体内以竖直的形态分布，且与潜探仪综合性能测评系统(7)连接，

所述潜探仪(9)一端连接月壤水冰的真实纵深剖面结构样本，一端连接潜探仪综合性能测评系统(7)；

所述月球环境模拟舱能为月壤水冰的真实纵深剖面结构样本提供真空低温的环境，低温能够达到100K-300K，真空度能够达到0.01-1个标准大气压。

2.根据权利要求1所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置，其特征在于，所述舱体(8)上还设置有法兰接口，所述法兰接口位于舱边，在舱体(8)内与温度监测传感器(2)和应力监测传感器(3)相连，在舱体(8)外与潜探仪综合性能测评系统(7)相连。

3.根据权利要求1所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置，其特征在于，所述样本桶(5)为高为1.2米的空心圆柱状。

4.根据权利要求1所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置，其特征在于，在实验开始前制备模拟月壤水冰的真实纵深剖面结构样本，放入样本桶(5)中。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置的实验方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)首先需要模拟水冰的剖面结构样本：选取待测的地球矿物质，用机械破碎手段模拟月球真实的粒径大小，根据实际月壤剖面结构构建不同密实度和粒径的月壤样本，与不同比例的蒸馏水混合、压实和冷冻，得到不同含水率的水冰样本，按照实际结构在样本桶(5)中构建月壤水冰的剖面结构样本；

(2)在实验中控制温度在100到230k和1到0.01标准大气压进行逐级的梯度实验求证，从而推断整机在极端低温和真空环境下的性能表现。