摘要：檢驗(yàn)質(zhì)量是無拖曳航天器的慣性參考基準(zhǔn),對檢驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料選擇以及不同配置方案的分析比較,能夠?yàn)榻窈鬅o拖曳航天任務(wù)中引力參考敏感器的模塊化設(shè)計(jì)提供參考。本文首先分析了檢驗(yàn)質(zhì)量形狀的取決要素和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,以空間等效原理檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中圓柱體檢驗(yàn)質(zhì)量為例,建立了點(diǎn)質(zhì)量引力源對檢驗(yàn)質(zhì)量的引力耦合模型,推導(dǎo)了檢驗(yàn)質(zhì)量形狀尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程,并針對檢驗(yàn)質(zhì)量約束作用面和主慣性矩的特殊考量,分析了其對形狀尺寸設(shè)計(jì)的影響。然后從最大化科學(xué)測量信號強(qiáng)度和最小化噪聲擾動兩方面對檢驗(yàn)質(zhì)量的材料進(jìn)行選擇,得到低磁化率、高密度、低熱膨脹系數(shù)等屬性的材料作為檢驗(yàn)質(zhì)量的備選。最后以空間引力波探測實(shí)驗(yàn)為例,從加速度噪聲性能指標(biāo)、方案繼承性和技術(shù)成熟度、無拖曳控制復(fù)雜度等方面對檢驗(yàn)質(zhì)量的不同配置方案進(jìn)行權(quán)衡取舍和比較研究。