A simulation platform for small solar system bodies' gravity using the Einstein-Elevator

doi:10.1063/5.0311668

A simulation platform for small solar system bodies' gravity using the Einstein-Elevator

2026-05-01

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DOI：10.1063/5.0311668

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小行星和彗星等小型太阳系天体（SSSBs）在获得更多研究数据后正变得越来越重要。它们的显著意义也体现在NASA的“Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer”（OSIRIS-REx）或ESA的罗塞塔等任务中。然而，在地面上研究这些天体的特性和行为具有挑战性，因为模拟其环境条件较为困难。本文提出了一种在地球上的落塔设施中实现小行星或彗星等SSSBs重力模拟的方法，该方法作为AKUS（“Activity of Comets under Partial Gravity”）项目的一部分进行研究。这特别涉及10⁻²至10⁻⁴g的重力水平，其中调整后的加速度持续时间范围为2.5至3.2秒。为了尽可能准确地模拟SSSB的条件，开发了一种基于伺服电机和丝杠轴的加速度系统。加速度从电机传递到包含彗星样样的丝杠轴上。当前总负载（包括样品、样品架、数据及通信盒）的尺寸为315 × 160 × 331 mm³（宽 × 深 × 高），总重量约为15 kg。这些装置共同放置在提供10⁻⁶ mbar真空度的真空舱内。整个系统安装在爱因斯坦电梯中。结果表明，在当前设置下，能够生成从10⁻²g到10⁻³g的条件，这些条件下的最大偏差为±5·10⁻⁴g。在10⁻²g下，实验持续时间至少为2.5秒（受所用丝杠轴的行程限制），而在10⁻⁴g下，计划的最短持续时间为3.5秒。此外，实验可在10⁻⁶ mbar的真空条件下进行。本文的结果为未来SSSB实验中可调重力水平的生成与控制提供了概念验证。

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67P/CHURYUMOV-GERASIMENKO

TELESCOPE

NUCLEUS

COMETS

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