A földi tesztek és képzések elválaszthatatlanok a szimulációs technológiáktól és a szimulációs berendezésektől. Ahhoz, hogy megértsük a szimulációs technológiákat és a szimulációs berendezéseket, először meg kell ismernünk az emberi űrköznyezetet.

1) Vákuum környezet és szimuláció

Az űrhajók 500 km-es pályás magasságában a térvákuum körülbelül 10-6 Pa; A pálya magassága 1000 km-en a térvákuum körülbelül 10-8 Pa.

Az űrhajók és a kapszulán kívüli űrszervizek űrköznyezeti hőszimulációs kísérletei (elsősorban a hővákuum-kísérlet és a hőegyensúly-kísérlet) során elsősorban a vákuum-környezet hatása a kísérlet hőjellemzőire. Ha a vákuum mértéke 10-2 Pa-nál magasabb, a sugárzási hőátvitel a fő hőátviteli formává vált, a konvergencia és a vezető hőátvitel hatása figyelmen kívül hagyható. Ezért az űr szimulációs berendezések szimulációs vákuum szintje eléri a 10-3 Pa mennyiségi szintet, már képesek valóságosabban szimulálni az űrhajók repülési pálya vákuum környezetének hőcsere hatását, és nem kell magasabb vákuum szintet követnie. Csak egyes speciális vizsgálatok, mint például a vákuum száraz súrlódás és hideghegesztési vizsgálatok, magasabb vákuum mértékű vizsgálati berendezéseket igényelnek.

(2) Napsugárzás és szimuláció

A Nap minden pillanatban hatalmas energiát sugároz az űrbe, a napfény hullámhossza 10-14 méter (gamma-sugárzás) és 104 méter (rádióhullám) széles területet fed, a különböző hullámhosszakban a napfény és a sugárzási energia is eltérő. A látható és infravörös fény a Nap teljes sugárzásának több mint 90%-át teszi ki.

A pályázati repülések során az űrhajók és az űrjátékok három részben fogják el a sugárzást: a látható és infravörös fényből származó energiát, a Föld által tükrözött napsugárzásból származó energiát és a Föld légköréből származó hősugárzást. Az űrhajók és az űrhajók felszívó energiája befolyásolja hőmérsékletét és eloszlását, és a felszívó energia mérete a szerkezeti alakjától, a felületi anyag tulajdonságaitól és a repülési pályától függ. A hullámhossz kevesebb, mint 300 nanométer ultraibolya, bár a sugárzási energia csak a Nap teljes sugárzási energiájának nagyon kis részét teszi ki, de az anyag felületének optikai tulajdonságait jelentősen megváltoztatja. Az ultraibolya sugárzás hatása elsősorban fotokémiai hatásokkal és fotokvantum hatásokkal nyilvánul meg.

A napsugárzási szimulációs vizsgálatok szimulálhatják a napsugárzási környezet által az űrhajókra és az űrruházakra gyakorolt napspektrumi hőhatásokat és a napspektrumi fotokémiai hatásokat. Ha kizárólag hőhatásokat szimulálnak, akkor az űren kívüli hőáramlás szimulációjának nevezik. Két módszer van az űren kívüli hőáramlás szimulációjának, az egyik kategória a belépő sugárzási szimulációs módszer, amelyet napszimulációs módszernek is neveznek; A másik kategória a hőáram felszívódási szimulációs módszer, más néven infravörös szimulációs módszer. Általános alak és felületi anyag alakja bonyolult teszt, ajánlott alkalmazni a nap szimulációs módszer; A felületi anyag alakú egységes kísérlet infravörös szimulációs módszert alkalmazhat. Ha az ultraibolya sugárzás környezetének fotokémiai hatásainak szimulálása szükséges, az ultraibolya sugárzás szimulátora használható.

(3) Hideg és sötét környezet és szimuláció

Az űr hideg és fekete környezetének egyenértékű hőmérséklete körülbelül 3 K és hőfelszívódási aránya 1, ideális fekete testnek tekinthető hő sugárzás és hő tükröződés nélkül. Amikor nincs napsugárzás, az univerzum teljesen "hideg" és "fekete" tér. Ebben a hideg és sötét környezetben a tárgy által kibocsátott összes hőenergia teljesen felszívódik, ezért hősüllyedő környezetnek is nevezik. A hideg és fekete környezetnek nagy hatása van az űrhajók és az űrhajók és az űrhajók hőteljesítményére, és az űrhajók és az űrhajók fejlesztésének megfelelő hővákuum- és hőegyensúlykísérleteket kell elvégezni szimulált hideg és fekete környezetben annak ellenőrzésére, hogy hő tervezése és hőteljesítménye megfelel-e a követelményeknek.

Az űr hideg fekete környezetének szimulálása érdekében általában alumínium, réz vagy rozsdamentes acél anyagokból készült alkatrészeket használnak, a belső felületüket speciális fekete festékekkel bevonják, amelyek magas felszívódási arányú, és folyékony nitrogént vezetnek be az alkatrészbe, ezt a készüléket hősüllyedésnek nevezik. Jelenleg a világ különböző űrhajói országok ezt a folyékony nitrogént használják hideg forrásként a hideg és fekete környezet szimulálására, mert a hőelemzés elméleti számításai és a kísérleti adatok elemzése azt mutatja, hogy a 77K folyékony nitrogén hőmérséklete és felszívódási aránya több mint 0,9 hőelemzés szimulálja a hideg és fekete környezetet, a szimulációs hiba csak körülbelül 1%, teljesen képes megfelelni a hideg és fekete környezet szimuláció Ezenkívül az alacsonyabb hőmérséklet igénybevétele nem szükséges, és jelentősen növeli a technikai nehézséget és az analóg berendezésekbe történő beruházást.