宇宙真空測(cè)量的理論與技術(shù)

達(dá)道安¹ 楊亞天²

　　1).中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院五一零所; “真空低溫技術(shù)與物理”國(guó)家實(shí)驗(yàn)室　2).福建師范大學(xué)物理系

　　摘要：本文在分析了地面真空測(cè)量技術(shù)和宇宙真空測(cè)量技術(shù)特性的基礎(chǔ)上，明確了宇宙真空測(cè)量的參數(shù)為行星大氣的密度、壓強(qiáng)、組份、溫度及垂直高度。根據(jù)大量測(cè)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(shí)際大氣的大氣模式或”標(biāo)準(zhǔn)大氣”。

　　當(dāng)人們?cè)诤教炱魃蠝y(cè)量行星大氣密度時(shí)，由于測(cè)量坐標(biāo)系的高速運(yùn)動(dòng)，測(cè)量對(duì)象變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)的定向分子流強(qiáng)度或動(dòng)壓強(qiáng)，完全不同于平衡態(tài)下的測(cè)量數(shù)據(jù)。必須經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換把航天器上的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成行星坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)才可和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)比較，這就需要建立航天器坐標(biāo)系和行星坐標(biāo)系之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式。本文在對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地歸納整理了宇宙真空的測(cè)量理論與技術(shù)，嚴(yán)格推導(dǎo)出了在運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中，方向分子流強(qiáng)度和壓強(qiáng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，進(jìn)行了合理性討論，并給出了把方向分子流強(qiáng)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(cè)量理論體系。

　　根據(jù)該理論提出了宇宙真空測(cè)量技術(shù)方案，包括選取定向分子流壓強(qiáng)和分子流強(qiáng)度測(cè)量傳感器的建議，同時(shí)建立了在地面進(jìn)行宇宙真空測(cè)量校準(zhǔn)的理論，對(duì)宇宙真空測(cè)量有重要的理論和實(shí)際指導(dǎo)意義。