航天器表面环境污染是航天器环境工程和航天器环境保障中的热门课题,本文分别从理论模式和仪器研制校测两方面对它们进行了研究。在第一部分的工作中,介绍了航天器在轨污染检测在污染诱导环境的预示系统中占有着重要的地位;对航天器表面接触到的污染物进行了分类,主要可分为分子污染和(颗粒)粒子污染两大类别,论文分别给出了理论分析模型,以及在这些理论模型对污染不同的表面造成的影响。石英晶体微天平(QCM)通过测量参考晶片与敏感晶片之间的频率差,测量表面沉积污染物的质量以及污染物的质量变化情况。在论文的第二部分,以仪器方案指标的校测工作为基础,根据具体的技术指标要求,介绍了仪器的总体设计和工作模式,完成了仪器的地面定标方案的物理设计。灵敏度的测试是仪器所有指标测试中最重要的,文中除了介绍常用的两种测量方法之外,引入目前国际上较为先进的薄膜干涉法进行灵敏度的测试,这对石英晶体微天平的精确测量有着非常重要的意义。石英晶体微天平在航天器在轨表面污染检测中的起了重要作用,主要体现在航天器表面、光学仪器和动力系统的污染检测,低地球轨道空间的原子氧检测三个方面。论文中对他们的工作模式作了介绍,并且对实施过程中可能遇到的温度效应作了分析。深冷型石英晶体微天平搭配地面的热解重量法实验(TGA),可以对在轨污染物的种类进行判别,是仪器很重要的地面实验之一。论文对它对理论基础进行了介绍,分析了实验的环境以及流程,为下一步的工作打下了基础。