航天员归来 ！解锁太空模拟和真空知识

没有真空技术，空间技术和研究将无从谈起。但是，由于工作如此复杂，很容易忽视真空在何处（以及如何以及为什么）发挥如此重要的作用。真空技术在太空中最常见的应用——详细介绍了它如何支持太空飞行、太空模拟和真空测试以及基础太空研究。

以下是您可以获得的内容的快速概览！    

1. 空间模拟

太空始于海拔 100 多公里的高度，大约有 2,200 颗活动卫星围绕地球运行。

卫星非常有价值，而且很难更换！由于太空中的维修几乎是不可能的，因此在发射前在地球上进行了密集的强制性测试。要模拟的最重要的测试之一是卫星如何在真空中运行。

例如，地球静止轨道（“GEO”，高度 35,800 公里）中的卫星处理低超高真空范围内的真空压力。这些压力必须通过测试来模拟，并且这些测试通常与温度循环测试（热真空转换器测试）一起进行。更重要的是，每个组件在集成到系统之前都经过单独测试，这需要体积为 1-1000 m 3的测试室。

图 1：Apollo Command Service Module 测试室

2. 电力推进

电力推进有助于卫星维持或改变其轨道。氙离子推进器加速离子，中和它们并将它们喷射到喷射器中以重新定位卫星。与化学推进系统相比的一个关键优势是能够以较低的有效载荷或较长的运行时间工作。与传统的化学推进相比，推力可以持续加速，并且持续时间更长。这意味着未来可能会前往其他行星，如火星。

这些离子推进器必须在太空条件下的真空室中进行更长时间的测试。由于电推进离子推进器通常使用氙气，因此真空测试必须满足特定要求——泵送氙气并不容易！

3. 观察外太空

真空技术用于使望远镜工作。例如，它使光学望远镜能够达到最高精度。

图 2：VLT 望远镜视图。资料来源：ESO.org

像智利的 VLT 这样的大型光学望远镜的反射镜直径可达 10m。它们涂有一层银层，可反射高达 99% 的红外线。由于这些镜子暴露在大气中，因此该层会随着时间的推移而退化。真空技术在原位涂层和维持该层方面发挥着重要作用，其中一个或多个抽速约为 30,000 l/s 的大型低温泵用于在天文台的大型腔室中进行直流溅射。真空技术在射电望远镜中也起着至关重要的作用，其中绝缘真空可确保设备安全。

4.基础研究——引力波探测器

引力波探测器搜索源自外太空特殊事件的引力波，例如超新星、中子星碰撞或黑洞。他们的目标是证明爱因斯坦的广义相对论，以及他关于时空连续体的假设。

真空应用确保检测大质量偏转的探测器能够以精确的精度运行 - 在减振 500-4000 米长的大型干涉仪中发挥作用，该干涉仪拾取的偏转估计仅为 10 -18米！

图 3：鸟瞰图。资料来源：Public.virgo

地球上有几种引力波探测器，包括意大利的 Virgo、美国的 LIGO 和日本的 KAGRA。将来，我们甚至可能在太空中拥有一个探测器。

5.基础研究——零重力

对于燃料箱、燃料阀和航天器设备等研究和技术开发，需要比飞机抛物线飞行所能提供的更精确的重力补偿。真空技术使实现这些零重力状态的落塔（或落管）成为可能。

图 4：ZARM Bremen Drop Tower（由德国不来梅大学 ZARM 提供）

我们知道总结并不总是足够的,但有时值得深入挖掘。随着高尖端技术的不断深化和进步，中国航天不断立下新的里程碑，梦想中的星辰大海一步步变为现实！更多真空技术也将助力在空间技术和研究中。