[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

说明书

本发明提出一种月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法，该装置包括月球环境模拟舱、样本桶、潜探仪综合性能测评系统和潜探仪，月球环境模拟舱的内壁上贴有若干低温热沉板，图像监控放置在样本桶的上方，真空系统位于舱体下部，与真空机相连，样本桶的液氮浴盆管缠在桶体外壁，温度监测传感器和应力监测传感器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连接，潜探仪一端连接样本，一端连接潜探仪综合性能测评系统。解决需要明确水冰物质在真空低温这一拟实环境下受热逃逸的条件，对月壤水冰拟实潜探进行实验的技术问题，提出一种月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法，其可以对环境参数以及作业流程进行实时监控。

技术领域

本发明涉及一种月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法，属于探器性能实验领域技术领域。

背景技术

月球可能具有丰富的水资源，为了在月球上开采和利用，需要在地面上展开实验验证。因此需要营造月球真空低温的环境，对不同含水率的月壤水冰进行模拟潜探，已知水冰物质受到热扰动与机械扰动的时候极易升华逃逸，所以需要明确水冰物质在真空低温这一拟实环境下受热逃逸的条件，对月壤水冰拟实潜探进行实验。

发明内容

本发明为了解决需要明确水冰物质在真空低温这一拟实环境下受热逃逸的条件，对月壤水冰拟实潜探进行实验的技术问题，提出一种月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法，其可以对环境参数以及作业流程进行实时监控。

本发明提出一种月壤水冰极拟实潜探实验装置，包括月球环境模拟舱、样本桶、潜探仪综合性能测评系统和潜探仪，

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

所述样本桶包括桶体、液氮浴盆管、温度监测传感器和应力监测传感器，所述液氮浴盆管缠在桶体外壁，其通过舱体上的接口与外部液氧循环系统相连，温度监测传感器和应力监测传感器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连接，

所述潜探仪一端连接样本，一端连接潜探仪综合性能测评系统。

优选地，所述舱体上还设置有法兰接口，所述法兰接口位于舱边，在舱体内与温度监测传感器和应力监测传感器相连，在舱体外与潜探仪综合性能测评系统相连。

优选地，所述月球环境模拟舱能为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0.1-1个标准大气压。

优选地，所述样本桶为高为1.2米的空心圆柱状物体。

优选地，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，放入样本桶中。

一种所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置的实验方法，具体包括以下步骤：

(1)首先需要模拟水冰的剖面结构样本：选取合适的地球矿物质，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。

本发明所述的月壤水冰极拟实潜探实验装置及其实验方法的有益效果为：本发明可以检验潜探器在不同环境下的数据表现，为潜探器的研制、优化、检验提供数据支持。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：