宇宙真空測量的理論與技術

達道安¹ 楊亞天²

　　1).中國航天科技集團公司五院五一零所; “真空低溫技術與物理”國家實驗室　2).福建師范大學物理系

　　摘要：本文在分析了地面真空測量技術和宇宙真空測量技術特性的基礎上，明確了宇宙真空測量的參數(shù)為行星大氣的密度、壓強、組份、溫度及垂直高度。根據(jù)大量測量數(shù)據(jù)和行星大氣分布理論，建立行星大氣上述特性隨垂直高度平均分布的，接近行星實際大氣的大氣模式或”標準大氣”。

　　當人們在航天器上測量行星大氣密度時，由于測量坐標系的高速運動，測量對象變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)的定向分子流強度或動壓強，完全不同于平衡態(tài)下的測量數(shù)據(jù)。必須經(jīng)過坐標系轉(zhuǎn)換把航天器上的測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成行星坐標系的數(shù)據(jù)才可和地面觀測數(shù)據(jù)比較，這就需要建立航天器坐標系和行星坐標系之間的數(shù)學轉(zhuǎn)換公式。本文在對文獻進行綜合分析的基礎上系統(tǒng)地歸納整理了宇宙真空的測量理論與技術，嚴格推導出了在運動坐標系中，方向分子流強度和壓強的數(shù)學表達式，進行了合理性討論，并給出了把方向分子流強度轉(zhuǎn)換為平衡態(tài)壓力的轉(zhuǎn)換公式，形成了比較完整的宇宙真空測量理論體系。

　　根據(jù)該理論提出了宇宙真空測量技術方案，包括選取定向分子流壓強和分子流強度測量傳感器的建議，同時建立了在地面進行宇宙真空測量校準的理論，對宇宙真空測量有重要的理論和實際指導意義。