지상 시험과 훈련은 시뮬레이션 기술, 시뮬레이션 설비를 떠날 수 없다.시뮬레이션 기술과 시뮬레이션 설비를 이해하려면 먼저 유인 우주 환경을 인식해야 한다.

(1) 진공 환경 및 시뮬레이션

유인 우주선이 있는 500km 궤도 고도에서 공간 진공도는 10-6파스칼 정도입니다.1000킬로미터의 궤도 고도에서 공간 진공도는 10-8파스칼 정도이다.

우주선과 선외 우주복의 우주 환경 열 시뮬레이션 시험 (주로 열 진공 시험과 열 균형 시험) 을 진행할 때 주목하는 문제는 주로 진공 환경이 시험 부품의 열 특성에 미치는 영향이다.진공도가 10-2파스칼 이상에 이르렀을 때 복사전열은 이미 주요한 전열형식으로 되였으며 대류와 전도전열의 효과는 이미 홀시할수 있다.그러므로 우주시뮬레이션설비가 시뮬레이션한 진공도는 10-3파스칼의 수량급에 달하여 이미 우주선의 비행궤도진공환경의 열교환효과를 비교적 진실하게 시뮬레이션할수 있으며 더욱 높은 진공도를 추구할 필요가 없다.진공 건조 마찰 및 냉 용접 시험과 같은 일부 특수 한 시험만이 더 높은 진공도의 시험 장비를 제공해야합니다.

(2) 태양 투사 환경 및 시뮬레이션

태양은 시시각각 우주 공간에 거대한 에너지를 방사한다. 태양광의 파장은 10~14m(감마선)에서 104m(무선전파)까지 넓은 영역을 덮는다. 파장에 따라 태양광이 방사하는 에너지도 다르다.가시광선이 복사하는 에네르기가 가장 크며 가시광선과 적외선의 복사에네르기는 태양총복사에네르기의 90% 이상을 차지한다.

궤도비행에서 우주선과 선외우주복은 주로 세부분의 복사에네르기를 접수한다. 즉 태양의 가시광선과 적외선복사에서 오는 에네르기, 지구가 태양복사를 반사하는 에네르기와 지구대기의 열복사에네르기이다.우주선과 선외 우주복이 흡수하는 이러한 에너지는 그 온도와 분포에 영향을 미치며, 흡수 에너지의 크기는 그 구조의 외형, 표면 재료의 특성과 비행 궤도에 달려 있다.파장이 300나노미터보다 작은 자외선은 복사에너지가 태양 전체 복사에너지의 극히 일부분만을 차지하지만 재료 표면의 광학 성능에 큰 변화를 일으킬 수 있다.자외선 복사 효과는 주로 광화학 효과와 광량자 작용으로 나타난다.

태양복사 시뮬레이션 시험은 태양복사 환경이 우주선과 선외 우주복에 미치는 태양 스펙트럼 열효과와 태양 스펙트럼 광화학효과를 시뮬레이션할 수 있다.열 효과만 시뮬레이션하면 공간 외 열 흐름 시뮬레이션이라고 합니다.아날로그 공간 밖의 열류에는 두 가지 방법이 있는데, 하나는 입사류 아날로그법이며, 태양 아날로그법이라고도 부른다;다른 한 부류는 열류흡수시뮬레이션법으로서 적외선시뮬레이션법이라고도 한다.일반적으로 외형과 표면재료의 형상이 복잡한 시험부품은 태양시뮬레이션법을 채용하는것이 좋다.외형 규칙, 표면 재료 모양이 단일한 시험 부품은 적외선 시뮬레이션을 사용할 수 있다.자외선 투사 환경의 광화학 효과를 시뮬레이션해야 한다면 자외선 투사 시뮬레이터를 이용하여 진행할 수 있다.

(3) 공간 냉흑 환경 및 시뮬레이션

우주 공간의 차가운 흑색 환경의 등효 온도는 약 3K, 열 흡수율은 1로 열 복사와 열 반사가 없는 이상적인 흑체로 볼 수 있다.태양의 투사가 없을 때, 우주 공간은 완전히"춥고"검은"공간이다.이 차갑고 어두운 환경에서는 물체에서 나오는 모든 열이 완전히 흡수되기 때문에 열침환경이라고도 불린다.냉흑환경은 우주선과 선외우주복의 열성능에 지대한 영향을 미치므로 우주선과 선외우주복을 연구 제작하려면 반드시 시뮬레이션된 냉흑환경에서 충분한 열진공과 열균형시험을 진행하여 그 열설계와 열성능이 요구를 만족시키는지 검증해야 한다.

공간의 차가운 흑색 환경을 시뮬레이션하기 위해 일반적으로 알루미늄, 구리 또는 스테인리스강 재료로 만든 부재를 사용하여 내부 표면에 흡수율이 높은 특제 흑칠을 칠하고 액체 질소를 부재 내부로 통하게 하는데, 이 장치를 열침이라고 한다.현재 세계 각 우주 비행 국가들은 모두 액체 질소를 냉원으로 하는 이런 열침하를 채택하여 우주 냉흑 환경을 모의하고 있다. 왜냐하면 열분석 이론 계산과 실험 데이터 분석에 따르면 77K 액체 질소 온도와 흡수율이 0.9 이상인 열침하로 우주 냉흑 환경을 모의하고 있으며, 모의 오차는 1% 정도에 불과하여 냉흑 환경 모의 시험의 요구를 완전히 만족시킬 수 있기 때문이다.또 더 낮은 온도를 추구하는 것은 불필요하며 기술적 난이도와 시뮬레이션 설비에 대한 투자를 크게 늘릴 수 있다.