בסביבה הלא סלחנית של מסלול כדור הארץ נמוך, חלליות ולוויינים מתמודדים עם זעזועים סביבתיים ללא רחמים שיכולים להפיג חומרים ומטרות משימה לפשרה.בין הנזקים ביותר הם חמצן אטומי אולטרה סגולט (UV) קרינה, אשר יחד מניעים שחיקה, הריסות, והשפלה אופטית של רכיבים קריטיים.

האיום על חמצן אטומי

חמצן אטומי (AO) הוא צורה תגובתית מאוד של חמצן המורכב מאטומי חמצן בודדים ולא O2 diatomic שנמצא באטמוספירה הנמוכה ביותר של כדור הארץ (LEO), בגובה של 200 עד 800 קילומטרים, קרינה אולטרה סגולה אינטנסיבית חודרת חמצן מולקולרית לתוך חמצן אטומי. ריכוז של AO בגובה זה יכול להיות פקודות של גודל גבוה יותר בגובה פני הים, ותגובתיות גבוהה שלה - אפילו עם 5 ק"מ מחשוף על פני כדור הארץ.

חומרים המשמשים בדרך כלל בחלליות, כגון סרטים פולימידיים (למשל, קפיטון), epoxy resinsins, ואת סיבי פחמן מרוכבים, רגישים להתקפה AO. שיעורי ארוס עבור קפיטון יכול לעלות על 3 מיקרומטר בשנה בסביבה טיפוסית של LEO, בהתאם מחזורי השמש וכיוון לאורך משימות מרובות שנים, משטחים לא מוגנים יכולים לאבד עובי, תכונות אופטיות, וגילוי מוקדם של מעגל חשמלי קצר, כאשר הוא הציגה, 000, 000, 000, כאשר הוא הציגה, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000, 000 חשוף, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מוקדם יותר, 000, 000 חשוף, 000 חשוף, 000 חשוף, 000 קריטי של ניסויים דרמטי יותר, 000 חשוף, 000, 000, 000, 000, 000 סדקים, 000 של סדקים, 000 סדקים, 000, 000, 000 של ניסויים דרמטי של כלי דם מוקדם יותר, 000 חשוף, 000 סדקים קריטי, 000 חשוף, 000 סדקים, 000 ⁇ , 000 סדקים, 000 של סדקים, 000 סדקים, 000 סדקים, 000 סדקים, 000 חשוף, 000 ⁇ , 000 ⁇ , 000 סדקים, 000

קרינה אולטרה סגולה Hazard

קרינה אולטרה סגול מהשמש משתרעת על אורכי גל מ -10 nm ל 400 nm, מחולק לקרינת UV הקיצוני (EUV), UV רחוק, וסמוך לאזורים ספקטרליים UV. בחלל, אין ספיגה אטמוספירית, כך שכותרות גלימת השמש המלאות (למשל קרינת UV) יכולות לשאת מספיק אנרגיה כדי לשבור אג"ח בפולימרים, גרימת נפיחות, צלב, צבע חום חום חום חום, ואבדן חום כהה (אוקס) גורם לנפיחות כהה בתחילה, או ירידה).

יתר על כן, קרינה UV פועלת באופן סינרגיסטי עם חמצן אטומי. AO שחיקה יכול לחוספס משטחים, הגדלת האזור האפקטיבי עבור תקיפה UV, בעוד רדיקלים המושרה UV יכול להגדיל את הפעילות המקומית של AO. משולב בדיקות הוא חיוני כדי ללכוד את שיעורי ההידרדרות ריאליים.סימולציה מעבדה של חלל בדרך כלל משתמש xenon arc או מנורות deuteriums המסוננים כדי להתאים את הספקטרום הסולארי, אם כי השגת ה-V לא מציאותית של סימולציה של זמן נתון (O) ישמיד) באופן מדויק נגד קרינת אורכיחות באופן קבוע (R) יש צורך בזהירות.

פרוטוקולי בדיקה ומתקנים

בדיקות אמינות לחמצן גרעיני והתנגדות UV דורשות מתקנים מיוחדים שמשכפלים את סביבת החלל ומאפשרים בקרה מדויקת על תנאי החשיפה.התתתת הבאה מתארת את השיטות העיקריות המשמשות לכל איום.

שיטות בדיקות חמצן אטומיות

הגישה הנפוצה ביותר משתמשת במתקנים רדיו- ⁇ (RF) או פלזמה מיקרוגל, שבו גז חמצן מתפרק לחמצן אטומי בשחרור נמוך-לחץ-הקרינה ממוקמים באזור לאחר מכן כדי להימנע ממושגים אנרגטיים, ואילו ה-AOO מפולקס נמדדת מספיק כדי למנוע את פעולתם של מדגם AV מותנה (למשל, קפטון H, אשר יש לו סחף ידוע).

טכניקות אחרות כוללות חשיפה לחמצן אטומי תרמי בפירות גבוהות שלווה (עבור חומרים עתירי זמן גבוהה) והשימוש בחיישנים חמצן אטומיים לפקח על פלוקס. פרמטרים חשובים לשלוט כוללים טמפרטורת דגימות (לעתים קרובות 25-50 מעלות צלזיוס כדי לחקות תנאים תרמיים LEO), חשיפה קו-of-of-sight, והצטברהת של שפעת (בדרך כלל 10 ס"מ:020FLT ל-102FIRD) ל-102FAROL) לאטומים:2D)

שיטות בדיקת קרינה UV

בדיקות UV שואפות לדמות את ספקטרום אולטרה סגול השמש עם מספיק נאמנות כדי לגרום נזק פוטוכימי מציאותי.מקורות האור הנפוצים ביותר הם מנורות Xenon עם מסננים כדי להתאים UV השמש, או מנורות כספית-xenon עבור גבוה יותר UVSH-B ו- UV- C פלט. עבור ו-UV-H2 טמפרטורות גבוהות יותר (be 200 nm), מקורות סינכרונכרונכרן או מנורות דהוי משמשים, אבל הם נפוצים אלה פחות מ טמפרטורות UV-חמצני.

בדיקות מואצות באמצעות אינטנסיביות גבוהה יותר (עד 10 שמש) יכולות להפחית את זמני הבדיקה, אך יש לקחת טיפול כדי למנוע אפקטים תרמיים או קינטיקה של נזק לא ליניארי (FLT:0ESA סביבת חלל המאופיינת מתקני FLT:1 ב ESTEC להציע שילוב של UV ו-VicOS עבור בדיקות בספקטרום מלא.

חומרים מוגנים ו-Cotings

מיגור חמצן אטומי ונזק UV דורש או בחירת חומרים גדולים עמידים באופן טבעי או יישום ציפויים מגן.הסעיפים הבאים מפורטים את הקטגוריות העיקריות.

חומרים עמידים בפני עצמה

מתכת כגון אלומיניום, טיטניום, ופלדה אל-חלד הם עמידים באופן טבעי לאו כי הם יוצרים שכבת תחמוצת דקת, מעמיסת-פח, אשר עוצרת שחיקה נוספת.עם זאת, צפיפותם היא החיסרון של חלל קל משקל. ⁇ מתכת כמו Inconel ו nitinol משמשים לעתים קרובות חומרים עתיריים גבוהים מדי או גמישים.

עקבו אחרי Atomic Oxygen Protection

ציפויים סרטניים דקים הם ההגנה העיקרית של פני כדור הארץ פולימרים.הציפוי הנפוץ ביותר של AO-1 הוא שכבת סיליקון / סיליקון המכילה שבבים AO1 של אלומיניום חמצני (Al2O3) או סיליקון דו-חמצני (SiO2), בדרך כלל 50-200 nbn ציפויים שקוף אלה לחסום AOp התקפה אטומית, תוך מתן תכונות בקרה תרמיות כדי שמירה על אטומית) כדי להיות מופעלת (intra סגסוגת UV) כדי סגסוגת של סגסוגת של הגנה מפני סגסוגת UVDRMOPT) ו-OPT) כדי סגסוגת HD (OPT) כדי למנוע ציפויים (OPT) הוא לעתים קרובות יותר ויותר סגסוגת ציפויים (או-OPT) כדי למנוע ציפויים (OPT) או ציפויים הגנה מפני ציפויים הגנה UVAOPT) סגסוגת של הגנה מפני ציפויים (אומטר (או-OPT) אטומית) הוא לעתים קרובות יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר.

מחיאות כפיים וחכמים

מחקרים אחרונים חוקרים חומרים של שימור עצמי שיכול לתקן AO נזק אוטונומי.מיקרו-קלוטים המכילים סוכני ריפוי (למשל, פוליפליאלילוקסינה ליניארית) יכול לשחרר על שחיקה AO ולשחזר תכונות הגנה.גישה נוספת משתמשת בפולימרים בצורת-מרומריים שזרימו בטמפרטורות מעט גבוהות לסדקים.

תקני תעשייה והתאמה

כדי להבטיח עקביות ועקביות על פני תוכניות חלל, כמה סטנדרטים למשול את בדיקות חומרים עבור חמצן אטומי והתנגדות UV.הההתייחסות הנרחבת ביותר היא FLT:0AS E512FLT:1, התרגול הסטנדרטי עבור שינויים משולבים, Simulated סביבה ציפוי של חומרים בקרה Armal NASA-C) כולל גם תנאי בדיקה עבור שילוב, UVTM, ו-A490 ליטרים של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה ARM, כולל גם כן, כולל תקן אבטחה אחת של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה ARM-O1, כולל תקן בקרת שטחית של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה ARM-41-41-41 (ARM, כולל גם כן, כולל תקן בקרת שטחית של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה ARM1, כולל תקן בקרה של מערכת בקרת שטחית של תקני בקרת שטח של מערכת ההפעלה של תקן בקרת שטחית של מערכת ההפעלה של מערכת בקרת שטחית ARM-41-41-41-41-41-41-41-41 של תקני בקרת שטח של תקני בקרת שטח של תקני בקרת שטח של תקן בקרה של תקן בקרה של תקן בקרה של תקן בקרה של תקן בקרה של תקן בקרה של תקן בקרה של

יישומים אמיתיים ודוגמאות

ארכיון תגיות: Thermal Blankets

לווייני התקשורת המודרניים וההתבוננות בכדור הארץ מסתמכים על שמיכות גדולות (MLI) העשויות מסרטי קפיטון וטפטון. בדיקות חמצן אטומיות הובילו את בחירתן של שכבות חיצוניות של אל2O3-קוות עבור משימות LEO. לדוגמה, לוויין טרה (החליפה 1999) משתמש במשימות של ITO-coated כסף Teflons אשר הציגו עמידות רבה במשך 20 שנים.

חלל משומר ו-ISS

תחנת החלל הבינלאומית סיפקה עשרות שנים של נתוני חשיפה בטיסה באמצעות הניסויים של מחסנים.אלפי דגימות חומריות הוטסו, כולל פולימרים, מסובבים וציפוי נתונים מ-MissE השפיעו ישירות על בחירת הציפויים עבור החללית Orion ואת הדרקון הצוות המסחרי.לדוגמה, מבנה הגזע של Dragon Crew משתמש בציפוי מבוסס סיליקון, אשר מאומת על ידי AO ו-UOSS עצמו, אשר דורש בדיקה תקופתית של צבעו של צבע צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של צבעו של הדרקון, אך הוא בעל מבנה המטען של ה-UV, אשר דורש סיליקון.

משימות חלליות עתידיות

מעבר ל- LEO, האיום של חמצן אטומי יורד (כיוון ש-AO מוגבל לגבהים מתחת ל-800 ק"מ), אך קרינת ה-UV נותרה דאגה. משימת ה- European Clipper, אשר תפעל בסביבת הקרינה הקשה של יופיטר, הטבות מבדיקת UV של ציפויי בקרת תרמי שלה. טלסקופ החלל ג'יימס ווב פועל ב-L2, שם AO הוא בלתי ניתן ל-UV אינטנסיבי מתכונות השמש של השמש הנטוריות (Kapshiton) יש צורך בפרוטוקולים.

כיוונים עתידיים

ככל שטכנולוגיית החלל מתפתחת, כך גם שיטות בדיקה.מגמה מתפתחת אחת היא השימוש ניטור in-situ במהלך החשיפה, כגון מיקרו-מאזן גבישי quartz למדידת אובדן המוני בזמן אמת, או ספקטרום ellipsometry כדי לעקוב אחר ההשפלה הציפוי ללא הסרת דגימות.מודלים למידה מכונה הם מאומנים על נתונים גדולים של משקעים של שחיקה כדי לחזות חיים מדויקים יותר.

מסקנה

בדיקת רכיבי חלל להתנגדות לחמצן אטומי וקרינת UV אינה רק תרגיל של קופסא – זהו משמעת הנדסית בסיסית המבטיחה את האמינות והארוכות של נכסי חלל.על ידי שילוב סימולציה מעבדה עם ניסויים וחומרים מתקדמים, מהנדסים יכולים לחזות בוודאות כיצד מרכיב ייערך רק לאחר שנים של חשיפה.