太空飛行任務(wù)應(yīng)該是人類歷史上迄今為止最昂貴的研究項目之一,它的運行往往耗資十分巨大。航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境非常特殊,會遇到例如太陽輻射、冷黑環(huán)境、空間外熱流、等極端環(huán)境,此時航天器和其他勘探設(shè)備在地表的常規(guī)壓力環(huán)境下性能測試已不能滿足實際所在環(huán)境的要求,因此為了確保相關(guān)設(shè)備在太空中仍然能夠正常運行,科研人員就需要采用真空技術(shù)產(chǎn)生高真空和超高真空環(huán)境,模擬太空中的各種環(huán)境,進行熱真空的環(huán)境仿真。
例如在航天器電氣空間推進系統(tǒng)的仿真測試中,被電離的氣體粒子在電場作用下加速運動,現(xiàn)代離子引擎產(chǎn)生的氣流為0.1至10 mg /s。為了在測試中保持良好的高真空環(huán)境,就需要相當(dāng)高的抽吸能力(通常在10,000至100,000 l / s的范圍內(nèi))的支撐。
環(huán)境模擬艙根據(jù)試驗規(guī)模的不同,可大可小,大可以大到需要有幾千立方米的空間才測試航天器的可靠性,也可以小到幾升來進行小型印刷電路板的測試。氙是最重的穩(wěn)定惰性氣體,它產(chǎn)生極強的推力用于離子發(fā)動機。然而,對于真空泵而言,大驅(qū)動質(zhì)量的優(yōu)勢也是一個巨大的挑戰(zhàn),原因之一是氙氣的導(dǎo)熱性較差,這導(dǎo)致氣體轉(zhuǎn)移真空泵中的臨界溫度升高。另外,需要采用真空泵機組來實現(xiàn)所需的高泵速。
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