Les essais au sol et la formation sont inséparables de la technologie de simulation, de l'équipement de simulation. Pour comprendre les techniques de simulation et les équipements de simulation, il faut d'abord reconnaître l'environnement spatial habité.

(1) environnement sous vide et Simulation

Le vide spatial est d'environ 10 - 6 Pa à une altitude orbitale de 500 km où se trouve le vaisseau spatial habité; À une altitude orbitale de 1 000 km, le vide spatial est d'environ 10 à 8 pa.

Lors de la réalisation d'essais de simulation thermique de l'environnement spatial des engins spatiaux et des combinaisons spatiales extravéhiculaires (principalement des essais de vide thermique et des essais d'équilibre thermique), la préoccupation était principalement l'influence de l'environnement sous vide sur les caractéristiques thermiques des éprouvettes. Lorsque le degré de vide atteint plus de 10 - 2 PA, le transfert de chaleur par rayonnement est devenu la principale forme de transfert de chaleur et les effets de la convection et du transfert de chaleur par conduction peuvent déjà être négligés. Par conséquent, le degré de vide simulé par l'équipement de simulation spatiale atteint l'ordre de 10 - 3 Pa, ce qui permet déjà de simuler de manière plus réaliste l'effet d'échange thermique de l'environnement de vide de l'orbite de vol de l'engin spatial, sans avoir à rechercher un degré de vide plus élevé. Seuls certains essais spéciaux, tels que le frottement à sec sous vide et les essais de soudage à froid, etc., nécessitent un équipement d'essai avec un vide plus élevé.

(2) environnement d'irradiation solaire et Simulation

Le soleil rayonne une énorme quantité d'énergie dans l'espace cosmique à chaque instant, les longueurs d'onde de la lumière du soleil couvrent une large zone de 10 - 14 mètres (rayons gamma) à 104 mètres (ondes radio), différentes longueurs d'onde de la lumière du soleil, l'énergie rayonnée est également différente. L'énergie rayonnée par la lumière visible est la plus importante, l'énergie rayonnée par la lumière visible et infrarouge représentant plus de 90% de l'énergie rayonnée totale du soleil.

En vol orbital, les engins spatiaux et les combinaisons spatiales extravéhiculaires reçoivent principalement trois parties de l'énergie rayonnée: l'énergie provenant du rayonnement visible et infrarouge du soleil, l'énergie réfléchie par la terre et l'énergie rayonnée thermiquement de l'atmosphère terrestre. Cette énergie absorbée par les engins spatiaux et les combinaisons spatiales extravéhiculaires influe sur leur température et leur distribution, et l'ampleur de l'énergie absorbée dépend de leur forme structurelle, des caractéristiques des matériaux de surface et de leur orbite. Avec des longueurs d'onde inférieures à 300 nanomètres, l'énergie rayonnée, bien qu'elle ne représente qu'une infime partie de l'énergie rayonnée totale du soleil, peut modifier considérablement les propriétés optiques de la surface du matériau. Les effets du rayonnement ultraviolet se manifestent principalement par des effets photochimiques et photoquantiques.

Les essais de simulation du rayonnement solaire peuvent simuler les effets thermiques spectraux solaires et les effets photochimiques spectraux solaires produits par l'environnement du rayonnement solaire sur les engins spatiaux et les combinaisons spatiales extravéhiculaires. Si seuls les effets thermiques sont simulés, on parle de simulation de flux de chaleur extraspatiale. Il existe deux méthodes pour simuler le flux de chaleur extraspatiale, l'une est la méthode de simulation de jet entrant, également appelée méthode de simulation solaire; Une autre catégorie est la méthode de simulation de flux de chaleur absorbée, également appelée méthode de simulation infrarouge. Forme générale et surface matériau forme complexe éprouvette, il convient d'utiliser la méthode de simulation solaire; Profil régulier, la forme du matériau de surface de l'éprouvette unique, puis la méthode de simulation infrarouge peut être adoptée. Si l'on veut simuler les effets photochimiques d'un environnement irradié par UV, on peut le faire avec un simulateur d'irradiation UV.

(3) Environnement noir froid spatial et Simulation

L'environnement noir froid de l'espace cosmique a une température équivalente d'environ 3 k et une absorption thermique de 1, ce qui peut être considéré comme un corps noir idéal sans rayonnement thermique et sans réflexion thermique. Lorsqu’il n’y a pas d’irradiation solaire, l’espace cosmique est un espace complètement « froid » et « noir ». Dans cet environnement froid et noir, toute l'énergie thermique émise par l'objet est complètement absorbée, d'où le nom d'environnement chauffé. L'environnement noir froid a une grande influence sur la performance thermique de l'engin spatial et de la combinaison spatiale extravéhiculaire, le développement de l'engin spatial et de la combinaison spatiale extravéhiculaire, doit effectuer des essais de vide thermique et d'équilibre thermique adéquats dans l'environnement noir froid simulé, vérifier si sa conception thermique et ses performances thermiques répondent aux exigences.

Pour simuler un environnement noir froid dans l'espace, on utilise généralement des éléments en aluminium, en cuivre ou en acier inoxydable, dont la surface interne est peinte avec une peinture noire spécialement conçue à haute Absorbance et qui font passer de l'azote liquide à l'intérieur de l'élément, un tel dispositif étant appelé trempage thermique. À l'heure actuelle, les pays spatiaux du monde entier utilisent ce type de dépôt thermique avec de l'azote liquide comme source froide pour simuler l'environnement noir froid de l'espace, car les calculs théoriques d'analyse thermique et l'analyse des données d'essai montrent que la température de l'azote liquide 77k et le taux d'absorption de Plus de 0,9 pour simuler l'environnement noir froid de l'espace, l'erreur de simulation est seulement d'environ 1%, ce qui est tout à fait capable de répondre aux exigences des essais de simulation d'environnement noir froid. En outre, la poursuite de températures plus basses n'est pas nécessaire et augmente considérablement la difficulté technique et l'investissement dans l'équipement de simulation.