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申请/专利权人：中国科学院力学研究所

摘要：本发明公开了一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置及实现方法，包括捕集进气道和制冷机构，捕集进气道为飞行器的吸气式电推进系统提供收集空气颗粒的入口；制冷机构通过降低目标区域反射的反弹粒子的速度来提高气体捕集效率，设置于捕集进气道壁面上的目标区域，用于在捕集进气道进行气体补集过程中对捕集进气道的壁面目标区域进行降温以将目标区域的壁面温度降温至目标温度；所述制冷机构包括但不限于半导体制冷装置，所述半导体制冷装置利用至少一组半导体制冷片组件与所述目标区域的外侧表面周向均匀连接；本发明降低壁面反射的反弹粒子的速度，降低反弹粒子反向逃逸的概率，达到提高气体捕获率的目的，实现节能和提高空气捕集效率的双功能。

主权项：1.一种半导体预冷的稀薄气体捕集装置，包括：捕集进气道（3），为飞行器的吸气式电推进系统收集空气颗粒，所述空气颗粒碰撞所述捕集进气道（3）的壁面以形成反弹粒子并从所述捕集进气道（3）逃逸；制冷机构（1），设置于所述捕集进气道（3）壁面上用于降温的目标区域，且所述制冷机构（1）用于在所述捕集进气道（3）进行气体捕集过程中对所述目标区域的壁面温度降温至目标温度，所述反弹粒子在降温后的所述目标区域的反射速度降低以减小所述反弹粒子的逃逸量；所述飞行器的处理系统根据所述飞行器所在高度的空气颗粒密度调控所述制冷机构（1）的开启；其中，所述目标温度根据所述反弹粒子的种类和所述反弹粒子的目标速度设定，所述制冷机构（1）通过将所述反弹粒子降至目标温度以将所述反弹粒子的流动方式转化为滑移流；所述制冷机构（1）包括但不限于半导体制冷装置，所述半导体制冷装置利用至少一组半导体制冷片组件与所述目标区域的外侧表面周向均匀连接；每组所述半导体制冷片组件包括至少一个半导体制冷片（11），且每个所述半导体制冷片（11）分为半导体制冷片冷端（111）和半导体制冷片热端（112），每个半导体制冷片冷端（111）均与所述目标区域的外侧表面相抵接，每个所述半导体制冷片热端（112）连接有热端散热组件（12），所有组半导体制冷片组件的所述半导体制冷片（11）在所述目标区域的外侧表面相抵接部位的面积之和不小于所述目标区域的面积；所述半导体制冷片（11）包括至少一个由N型半导体以及P型半导体联结形成的电偶对；所述半导体制冷片（11）包括至少一个由N型半导体以及P型半导体叠加安装的电偶对；所述飞行器在飞行过程中的轨道分为朝向恒星轨道和背向恒星轨道以分别形成朝向背向恒星热辐射来流侧和朝向恒星热辐射来流侧；所述捕集进气道（3）包括收缩通道以及位于所述收缩通道下游的平直通道，所述收缩通道包括部分背向恒星热辐射来流的通道表面，所述目标区域为所述收缩通道背向恒星热辐射来流的通道的内壁面，且所有半导体制冷片组件抵接在所述收缩通道上的背向恒星热辐射来流的外侧表面。

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