Markprover och utbildning kan inte skiljas från simuleringsteknik och simuleringsutrustning. För att förstå simuleringsteknik och simuleringsutrustning måste man först förstå den bemannda rymdmiljön.

Vakuummiljö och simulering

Vid en banhöjd på 500 km för ett bemannat rymdfartyg är rymdvakuumnivån ungefär 10-6 Pa. Vid en banhöjd på 1 000 km är rymdvakuumet ungefär 10-8 Pa.

Vid utförande av rymdfartyg och utomhusrymdfartyg (främst termiskt vakuumprov och termiskt balansprov) är problemet främst bekymrat över effekten av vakuummiljön på testets termiska egenskaper. När vakuumgraden uppnår 10-2 Pa eller mer, har strålvärmeöverföring blivit den viktigaste formen för värmeöverföring, och effekten av konvergens och ledande värmeöverföring kan ignoreras. Därför har rymdsimuleringsutrustningens simuleringsvakuumgrad nått 10-3 Pa storleksgrad, och har kunnat mer realistiskt simulera värmeutbyteseffekten av rymdfarkostens vakuummiljö, utan att behöva sträva efter högre vakuumgrad. Endast vissa speciella tester, såsom vakuum torr friktion och kallsvets test, kräver högre vakuum testutrustning.

(2) Solstrålningsmiljö och simulering

Solen strålar enorm energi till rymden varje ögonblick, solljuset täcker ett brett område från 10-14 meter (gammastrålar) till 104 meter (radiovågor), solljus av olika våglängder, strålningsenergien varierar också. Den största energin från synligt ljus utgör mer än 90% av solens totala strålningsenergi.

Under en omloppsflygning tar rymdfarkosten och rymdkläderna huvudsakligen emot tre delar av strålningsenergi: energi från synligt ljus och infraröd strålning från solen, energi från jorden som reflekterar solstrålning och energi från värmestrålning från jordens atmosfär. Denna energi som absorberas av rymdfartyg och utomhusrymdkläder påverkar deras temperatur och fördelning, och storleken på den absorberade energin beror på deras strukturella form, ytmaterialegenskaper och banor. Våglängden är mindre än 300 nanometer av ultraviolett strålning, även om strålningen endast utgör en mycket liten del av solens totala strålningsenergi, men kan göra en stor förändring i de optiska egenskaperna hos materialets yta. UV-strålningseffekten manifesteras främst som fotokemisk effekt och fotokvanteffekt.

Simuleringar av solstrålning kan simulera solspektrala termiska och solspektrala fotokemiska effekter av solstrålningsmiljön på rymdfartyg och utomhusrymddräkter. Om endast värmeeffekter simuleras kallas det utomhusvärmeflödessimulering. Det finns två metoder för att simulera värmeflödet utanför rymden, en typ är den inre strålningssimuleringsmetoden, även känd som solsimuleringsmetoden. En annan kategori är absorptionssimulering av värmeflöde, även känd som infraröd simulering. Komplexa prover med allmän form och ytmaterial, lämpligt att använda solsimuleringsmetoden; Utbildningsregler, ytmaterialet form ett enda prov, kan använda infraröd simulering. Om det behövs simulera den fotokemiska effekten av UV-strålningsmiljön, kan UV-strålningssimulatoren användas.

(3) Kall och svart miljö i rymden och simulering

Ekvivalenttemperaturen i den kalla svarta miljön i rymden är cirka 3 K och värmeabsorptionen är 1, vilket kan betraktas som en idealisk svart kropp utan värmestrålning och värmereflektion. När det inte finns solstrålning är rymden ett helt "kallt" och "svart" utrymme. I denna kalla mörka miljö absorberas all värmeenergi från ett objekt helt och kallas därför också en värmesänkande miljö. Den kalla svarta miljön har stor inverkan på värmeegenskaperna hos rymdfartyg och utomhusrymddräkter, utveckling av rymdfartyg och utomhusrymddräkter måste genomföra tillräckligt med värmevakum och värmebalansprov i en simulerad kall svart miljö för att verifiera om deras värmedesign och värmeegenskaper uppfyller kraven.

För att simulera den kalla svarta miljön i rymden används vanligtvis komponenter gjorda av aluminium, koppar eller rostfritt stål, belägger deras inre yta med en specialtillverkad svart färg med hög absorption och leder flytande kväve in i komponenten, en enhet som kallas värmesänkning. För närvarande använder världens rymdländer denna typ av flytande kväve som kylkälla för att simulera den kalla svarta miljön i rymden, eftersom den teoretiska beräkningen av termisk analys och analysen av testdata visar att värmesänkning med 77K flytande kvävetemperatur och absorptionsgrad över 0,9 för att simulera den kalla svarta miljön i rymden, simuleringsfelet är bara cirka 1%, fullt ut kan uppfylla kraven på simulering av den kalla svarta miljön. Dessutom är strävan efter lägre temperaturer onödig och kommer att öka tekniska svårigheter och investeringar i simuleringsutrustning avsevärt.