中性稀薄气体束流系统

1. 设备全景图片

2.设备概况

品牌：非标

型号：非标

类型：定标系统

用途：用于产生速度达8km/s、真空度达1E-7Pa的中性气体束流，模拟轨道超稀薄高速多气样环境，为轨道大气风场、密度、成分探测器测试定标服务，同时也可以为分子间相互作用研究、气固表面相互作用研究、分子动力学实验以及原子氧剥蚀试验等提供测试环境。3. 设备功能简述

中性稀薄气体束流系统的主要功能在于模拟地球、火星等行星大气环境中大气风场、密度、成分等多要素空间环境。实现在极高真空中性稀薄动态束流环境下，建立高速高温稀薄中性气体粒子模拟环境 ，建立束流三维尺寸、速度、通量等微形态参数的测量能力。通过该平台，我们可以对行星大气环境探测精确获取其分布规律和特征，为地球热层大气自主建模以及应用，为天器高精度轨道预报提供重要基础数据，为航天器的再入返回、交会对接、轨道修正等提供实测数据服务。因此，该系统的建设可为空间科学、载 人航天以及深空探测项目中中性大气原位探测载荷的研制奠定技术基础，填补我国在中性大气极高真空多要素模拟系统建设的空白。

4. 设备的技术特点

具有高速、稀薄、多气样的特点，可产生中性气体束流。由以下四部分组成：

多组分高温高速束源子系统：用于模拟轨道中性大气氦氮氧等气体的高速高温稀薄环境，形成均匀束斑。多组分高温高速束源子系统有两种工作模式，分别是原子氧工作模式和高温高压超声分子束工作模式。原子氧工作模式除了能提供原子氧气体分子束，还可以切换气体成分，产生不同气体分子束或原子束。高温高压超声分子束工作模式是通过气体混合装置，产生高压混合气体，最后通过高温喷嘴喷射出超声分子束。气体可以通过六种不同的质量流量控制器进入混气室。

束流三维微形态测量子系统：用来对稀薄束流的自由分子分布、束流飞行速度和强度等三维微形态参数进行精细测量，获得其分布参数。速度测量采用飞行时间法确定分子束的速度和速度分布，同时测量分子束的强度和强度分布，只要测量不同位置的离子信号强度大小和积分面积，即可反演出分子束的强度和强度分布。

 多路极高真空动静态获取及测控子系统：用于模拟定标腔体的极高真空环境，对差分腔、分束腔、分子束测量腔、探测器实验舱进行抽真空，确保分子束流的低本底背景。为各个真空室提供极高真空环境，以及实时监控显示存储各真空室真空指标，具备各参数回放功能。各真空室采用独立机组来获得不同的极限真空，各真空室之间装有阀门，通过阀门的开启和关闭实现束流系统动态、静态两种工作模式。该系统主要分为真空获得系统及真空测控系统。

 超高真空探测器多维转台子系统：用于控制探测器传感器俯仰、偏航等角度，模拟轨道大气高速束流进入传感器的攻角，便于获取传感器在不同来流入射角下的响应。其特点是在超高真空环境下实现分子束对探测器的入射角、入射位置连续可调。超高真空探测器多维转台安装在探测器实验腔。针对超高真空的特点，采用电机和传动机构放在真空室外，通过高柔性焊接波纹管实现探测器传感器的攻角改变。 

5. 设备的技术参数

5.1参数：

6. 设备的技术优势

该系统是一个综合模拟测试系统，集成了多组分高温高速束源子系统、束流三维微形态测量子系统、多路极高真空动静态获得及测控子系统和超高真空探测器多维转台子系统，旨在为探测大气风场、 密度、 成分等设备提供精确的测试定标服务。

7. 设备的应用行业

仪器仪表；气体分子动力学；大气科学探测；航空航天探测等行业。