מבוא

הסביבה מעבר לאטמוספירה של כדור הארץ רחוקה מריקות. זרם קבוע של חלקיקים טעונים – הרוח הסולארית – זרמים מהשמש, נושאים אנרגיה ומומנטום במערכת השמש.עבור חללית הפועלת במדיום דינמי זה, האינטראקציה עם חלקיקי רוח השמש היא אתגר מתמשך, במיוחד עבור ציפויי פני השטח תרמיים. אלה, שנועדו לשמור על טמפרטורות יציבות על ידי שליטה באימפולסים ופלט, פגיעים לפירוק של טכניקות בדיקה רוחית של מנגנונים חיוניים לציפוי ראייה אלה.

טבע הרוח השמש

רוח השמש מקורה בהוויה של השמש, שבה הטמפרטורות עולה על מיליון kelvin.TheCora מרחיבה מחזורים על-טבעיים חיצוניים, ומייצרת פלזמה המורכבת בעיקר מאלקטרונים, פרוטונים, וחלקיקי אלפא, יחד עם כמויות של חלקיקים כבדים יותר.המהירות האופיינית של הרוח הסולארית ליד מסלול כדור הארץ היא בערך 400-500 ק"מ בתנאי השמש השקטים, אבל יכולה לעלות על 800 ק"מ / סולקים במהלך טווחי חום (מ) בין כוכבים) בין כוכבים (מ"מ"מ"מ) לבין טווחים (מ) בין כוכבים) בין כוכבים) לבין טווחים מגנטיים (ממים שונים של סנטימטרים בין כוכבים) לבין טווחים (ממים מגנטיים) בין כוכבים) בין כוכבים) לבין טווחי-ממים מגנטיים (ממים (ממים) בין כוכבים (ממים) לבין טווחים (ממים) בין כוכבים (ממים מהירים (ממים) לבין טווחים) בין כוכבים) בין כוכבים) לבין טווחים (ממים מהירים (מדומים למטרים (מדומים למטרים) בין כוכבים) בין כוכבים) בין כוכבים) לבין טווחים (מדומים (מדומים למטרים) בין כוכבים) לבין טווחי-מדומים

מעבר למסלול כדור הארץ התחתון נחשפים ישירות לסביבה זו.בעוד השדה המגנטי של כדור הארץ מספק כמה מגן על לווינים במסלול הגיאו-סטציה או מתחתיו, משימות לירח, מאדים ומעבר להפצצות רוח השמש הבלתי מאוישות.האנרגיה של רוח השמש נוטה בדרך כלל שוכנת בין 0.5 ל-10 keV, מספיק כדי לגרום לנפיחות, השתלה, ותגובות כימיות בחומרים של ריצוף ורוח רפאים: 1DF) הוא רואה את ההשפעה הסולארית הראשונה של ספירת הרוח הציפוי הרוח הציפוי הרוח של הציפוי, כלומר את הציפוי, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, על גבי חומר הציפוי, על גבי חומר הרוח הציפוי, על גבי חומר הרוח הציפוי, הציפוי, כלומר, על גבי חומר הרוח הציפוי, הציפוי, הציפוי, 10.5:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1 ו- 10 ריצוף השמש, מספיק כדי לגרום ל- 10 ריצוף השמש, הוא, מספיק כדי לגרום ל- 10 ריצוף השמש, על פני השטח, על גבי חומר זה, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על גבי חומר הרוח הציפוי,

מכניזם של אינטראקציה עם משטחים Spacecraft

כאשר חלקיקי רוח השמש להכות ציפוי תרמי של חללית, כמה תהליכים פיזיים מתרחשים.הרלוונטיים ביותר הם sputtering, השתילה, backscattering, ו deposition המטען. Sputtering כרוך הזרקת אטומים מחומר הציפוי עקב העברה של חלקיקים אינספירציה יכול לצבור ירידה חומר לתוך משקעים נכנסים. sputter הנפיל תלוי אנרגיה, מסה, זווית, ואת החומר של המטרה של ציפויים בדרך כלל לא יעיל של כמה חודשים.

(הטעיה היא השפעה קריטית: חלקיקי רוח השמש נושאים מטען חיובי, והצטברותם על משטחים מבודדים יוצרת פוטנציאלים אלקטרוסטטיים. באזורים שבהם חומרים שונים יש מוליכים שונים או תשואי אלקטרון משניים, טעינה שונה יכולה להוביל לפריאות אלקטרוסטטיים.הפרשות אלה יכולות להזיק לציפוי, לגרום להפרעות אלקטרומגנטיות, ואפילו לגרום לאנומליות בחלליות בין מנגנונים אלה מגדירות באופן כללי של משטחים:0 חומרים אטומיים:

השפעה על משטחים חמים

ציפוי פני השטח הירויים מונדסים כדי להשיג ערכים ספציפיים של אבסטוריציה השמש (α) ופלט אינפרא אדום (ε) היחס α / קובע את טמפרטורת שיווי המשקל של חללית באור השמש.כל שינוי לתכונות אופטיות אלה - בין אם כישטוש, שינוי כימיה או זיהום - יכול לגרום סטיית טמפרטורה שמאיים על ביצועים או הישרדות.

ארוסה ומשטח

נפיחות רציפה מסירת חומר משטח הציפוי, מדלל את השכבה והגדלת החוספסות על פני השטח. עבור ציפויים דק-סרטים, כגון אלה המשמשים על מקרני השמש או משקף השמש, אפילו כמה מיקרומטרים של אובדן יכולים לשנות באופן משמעותי ביצועים תרמיים.כבדים יחד את ההתפלגות הזווית של השמש המשתקפת ועלולים להגדיל את החמצן על ידי מלכודת פלאטים, במקרים מסוימים, שחיקה, שחיקה של 5 ק"מדומים"מדומים"מדומים"ל, עקב חומרים צהובים ריקים) עם חומרים צהובים קצרים (מדומים (מדומים) עם חומרים צהובים) עם חומרים צהובים ריקים (מדומים (מדומים) עם חומרים צהובים) עם חומרים צהובים) עם חומרים צהובים (טווח נמוך יותר) עם חומרים צהובים) עם חומרים צהובים (מדומים (מדומים (טווח נמוך יותר) עם חומרים צהובים) עם חומרים צהובים (טווח נמוך יותר (טווח נמוך יותר) עם כדור הארץ) עם חומרים צהובים) עם אור השמש).

שינוי כימי וחמצן

אטומי מימן ו helium יכולים להגיב עם ציפוי ציפויים.עבור ציפויים תחמוצת מתכת (למשל, oxide, סיליקון דו חמצני), פרוטונים מושתלים עשויים ליצור קבוצות הידרוקסיל, שינוי מבנה הלהקה של החומר ולהפחית רפלקטיביות מדויקת (למשל, סביבת ניהול אנרגיה גבוהה מקדם דיפוזיה, המאפשר מינים תגובתיים להגר לתוך הציפוי מקרים שבהם ציפויים חום כגון פצעים כימיים), כגון ירידה מהירה יותר של חום, כגון פצעים חשמליים (דלקת חום) ו-חמצני, לעתים קרובות יותר, אשר מסייעות חום) גרור שינויים קלים יותר, כגון ירידה של חום כהה יותר, כגון פצעים סולאריים).

טעינה אלקטרוסטטית וטעינה

(הציפויים התרמיים מצטברים מטען מהרוח השמש.פוטנציאל שיווי המשקל של פני השטח תלוי באיזון בין זרם אלקטרוני משתנה זרם אלקטרוני יוצא דופן (מפליטת אלקטרון משנית ופליטה פוטואלקטרית) בתנאים סולאריים טיפוסיים, פני השמש יכולים להגיע לפוטנציאלים של +5 עד +20 V, בעוד משטחים צליים עשויים להיות שליליים בשל ניידות גבוהה יותר של אלקטרונים תרמיים בין אזורים כגון:

שינויים ב- Optical Properties

ההשפעות המשולבות של שחיקה, שינויים כימיים, וטעינה לחדד את הפרמטרים האופטיים העיקריים: אבסורדיון סולארי ופלט אינפרא אדום.רוב הציפויים מעוצבים עם α נמוך (משקל גבוה בשוליים הגלויים והקרובים) כדי למזער את ספיגת החום. Sputtering יכול ליצור מרכזי ספיגה, בעוד ציפויים מושתלים יצירת מרכזי צבע שתופסים תוצאות ספציפיות של גל בטמפרטורות גבוהות יותר, אך לעתים קרובות יותר, אך הם לעתים קרובות יותר, אך מאיצים יותר, אך הם לעתים קרובות יותר, אך הם בעלי השפעה מוגברת יותר, אך הם לעתים קרובות יותר, אך ורק יותר, אך מאי פעם, אך מאיצים על פני השטח, אך הם עלולים, אך הם עלולים, אך הם לעתים קרובות יותר, אך הם עלולים, אך מאיצים על פני השטח, אך לעתים קרובות יותר, אך מאיצים יותר, אך ורק כדי להגביר את ההשפעות חום, אך לעתים קרובות, אך לעתים קרובות, אך ורק כדי להגביר את ההשפעות חום, אך לעתים קרובות, אך לעתים קרובות יותר, אך ורק יותר, אך לעתים קרובות יותר, אך ורק יותר, אך הם גורמים מהירים יותר, אך ורק כדי להגביר את ההשפעות של חומר חום, אך ורק כדי להגביר את רמות איטי יותר, אך ורק כדי

אסטרטגיות עיצוב ועיצוב

מהנדסים פיתחו גישות מרובות כדי להפחית את נזקי רוח השמש לציפויים תרמיים.המטרה היא לשמור על תכונות אופטיות יציבות לאורך כל ימי החיים של המשימה, אשר עשוי לעלות על עשור עבור חלליות בין כוכבי הלכת רבות.

בחירה חומרית

בחירת חומרי ציפוי עם תשואות קטנות ויציבות כימית גבוהה היא יסוד. ציפויים אורגניים כמו אלומיניום anodized, צבע קרמיקה, וסרטים דקים של סיליקון דו חמצני מציעים התנגדות גדולה יותר מאשר צבעים המבוססים על אורגני. ציפוי תחמוצת מתכת הם פחות נוטה להחשיכה מ protonation. עבור משימות עם נטיות גבוהות, ציפויים המבוססים על ביצועים גבוהים עמידת ybiled אלומיניום, או ביצועים טובים הראו אלומיניום.

שכבות הגנה וקרבות

שכבת עליון מקרית יכולה להיות מיושם כדי לספוג את ה brunt של שחיקה רוח השמש.לדוגמה, שכבת דק של פחמן דו חמצני או אלומיניום ניתן להפקיד על הציפוי התרמית העיקרי. כמו שכבה זו erodes, היא מגנה על הציפוי התפקודי הבסיסי.ה עובי שכבת הקרבה הוא נבחר על בסיס מגמת חיזוי משוערת, תחמוצפנת חמצני שקוף (TCO) ניתן להוסיף לפעמים לפירוק משותף, אך הוא עדיין סגסוגת של התנהגות אופטית (אך היא חסימתית) אך היא חסימתית (אך היא חסימתיתיתית, אך היא לעתים קרובות.

טיפול פנים ובקרת התנהגות

עידוד מוליכות פני השטח של ציפויים בידוד מקטין את הטעינה. הוספת ממלאים מוליכים כמו פחמן שחור או כסף ננווטים לצייר יכול להוריד את פני השטח התנגדות מבלי לשנות באופן משמעותי תכונות תרמיות. שיטה נוספת היא ליישם ציפוי אנטיסטטי על הציפוי התרמית העיקרי כגון פליטת סוללות פעיל או פלזמה היא לספק נתיב עבור תשלום לפני שהוא יכול לצבור רמות מסוכנות.

המונחים: Active Shielding

עבור משימות ארוכות מאוד או סביבות קיצוניות, מגן פעיל באמצעות שדות מגנטיים או חשמליים הוצע כדי להפיג חלקיקי רוח השמש. בעוד מערכות כאלה נחקרות עבור משימות מאוישים למאדים, הם בדרך כלל כבדים מדי ועוצמה עבור החללית הנוכחית.עם זאת, כמה משימות להשתמש מגן מגנטי מקומי סביב מכשירים רגישים.

בדיקות וסימציה

הציפוי דורש בדיקות מבוססות קרקעיות המדהימות את סביבת הרוח השמש.התאמת בדיקות ואקום עם אקדחים של יון שפועלים באנרגיות של keV היא נפוצה.תנאי הבדיקה חייבים לקחת בחשבון את ספקטרום האנרגיה הרחב ושטף המשתנה של רוח השמש האמיתית.com משולב של קרינת Irrα עם חומרים גמישים, אלקטרונים, ואור אולטרה סגול הוא הכרחי כדי לייצג אפקטים סינרגיים עבור ה-UV, יכול למנוע נזקי של מחלות קרינה אופטיות מתקדמות יותר.

מחקרים על Space Missions

מספר משימות סיפקו נתונים אמפיריים על תופעות רוח השמש על ציפויים תרמיים. החללית וויאג'ר, שהושקה ב-1977, ממשיכות לפעול מעבר לציפוי השליטה התרמית שלהם, בעיקר צבע לבן ורב-שכבות בשבחות, חוו עשרות שנים של חשיפה רוח השמש.טמפרטורת השמש טלמטרי מראה עלייה הדרגתית בטמפרטורת החלל, חלקית מיוחסת לציפוי, למרות שהשינוי נמצא בתוך שולי העיצוב החמים של השמש, וחוויות רדיו-ה.

כיוונים עתידיים

ההתקדמות בחומרים מדע מציעים אפשרויות חדשות עבור ציפויים תרמיים גמישים.Nanostructured ציפויים, כגון אלה משלבים גרפן או צינורות פחמן, הראו שיפור התנגדות לנפיחות וטעינה בשל העוצמה הגבוהה שלהם ואת מוליכות חשמלית.

מסקנה

רוח השמש מפעילה השפעה רציפה ורבת פני השטח על ציפוי משטח תרמיים.שחיקה פיזית, שינויים כימיים, וטעינה אלקטרוסטטית כל לתרום לשינויים בתכונות אופטיות שיכולים להתפשר על שליטה תרמית, בעוד התקדמות משמעותית נעשתה בהבנה תהליכים אלה באמצעות בדיקות קרקעיות ונתונים לטיסה, האתגר נשאר ככל שהמשימות נמשכות רחוק יותר למערכת השמש ופועלות למשך זמן ארוך יותר.