Düşük Dünya yörüngesinin teşvik edici ortamında, uzayın sürekli olarak tahrip edilmesi ve bu iki faktöre karşı direnç gösteren çevresel tehlikelere karşı daha ağır bir şekilde test edilmesi, atomik oksijen ve ultraviyole (UV) radyasyonu, birlikte oksijen ve UV radyasyon hasarını anlamak, ve optik yöntemler uzaya daha derin itme ve uzay koşullarına bağlı olarak, bu iki faktöre karşı direnç için titiz bir test, uzay materyalini azaltmak için geliştirilmiş olan temelsel süreçleri araştırmak.

Atom Oksijen Tehdit Tehdit Tehdit Tehdit

Atom oksijeni (AO) 200 ila 800 kilometre arasında yüksek çözünürlükte AO'nun yüksek deniz seviyesinden daha yüksek olduğu için atomik oksijenin yüksek olduğu yüksek oksijenin yüksek olması nedeniyle yüksek reaktivitede bulundu.

Metaller genellikle uzay filmlerinde (örneğin, Kapton), epoxy reçineleri ve karbon fiber kompozitler, AO saldırısına karşı hassastır. Kapton için Erosion oranları, güneş döngülerine ve yönlendirmeye bağlı olarak, tipik bir LEO ortamındaki 3 μm'yi anlayabilir. Çok fazla felaketli yalıtım görevleri, korumalı yüzeyler kalınlığını kaybedebilir, optik özellikleri ve salıverme mekanizmalarını doğrultabilir.

Ultraviolet Radyasyon Tehlikeli

Güneş ışınlarından gelen Ultraviolet radyasyonu yaklaşık 10 nm'den 400 nm'ye kadar, aşırı UV (EUV), UV'ye ve UV ⁇ bölgelerine yakın. Uzayda, atmosferik bir absorpsiyon yoktur, bu yüzden tam güneş UV flux grevleri, daha fazla polimerler için yeterli enerji taşır, zincirleme, çapraz bağlantıya neden olur ve foto-oksidasyona yol açar.

Dahası, UV radyasyonu atomik oksijenle sinerjik davranır. AO erozyonu sert yüzeylere sahiptir, UV saldırısı için etkili alanı arttırırken, UV kaynaklı radikaller AO'nun yerel reaktivitesini artırabilir. Kombine edilmiş yaşlanma testlerini başarıyla tamamlamak için gereklidir. Uzay UV ışınlarını veya deuteryum lamba filtrelerini kullanmak için çalışır, ancak güneş yüzeyindeki tam vakum UV fluxes’i elde etmek zor kalır.Acelleştirilmiş yaşlanma testleri gerçekçi bozulma oranlarının önlenmesi için önemlidir.

Sınavlar ve Olanaklar

Atom oksijen ve UV direnci için güvenilir test, maruz kalma koşulları üzerinde kesin kontrol sağlarken uzay ortamını çoğaltmak için özel tesisler gerektirir. Aşağıdaki alt bölümler her tehdit için kullanılan birincil yöntemleri özetler.

Atom Oksijen Testi Yöntemleri

En yaygın yaklaşım, enerjik iyonlardan kaçınmak için radyo-freze (RF) veya mikrodalga plazma ashers kullanır, oksijen gazının düşük basınçlı bir deşarjda atomik oksijene kırıldığı yerde, örneğin atomik bir optik diskteki (veya μm) bir optik hidroksit kullanılarak yapılır.

Diğer teknikler yüksek hacimli fırınlarda termal atom oksijen maruziyeti içerir (yüksek sıcaklık malzemeleri için) ve 10 ) 10) [Dönemli 3-50 °C'ye kadar sıcaklık (çok yıllık görevler için) içerir.

UV Radyasyon Testi Yöntemleri

UV testi, güneş ultraviyole spektrumunu gerçekçi fotokimyasal hasarları teşvik etmek için yeterli sadakatle simüle etmeyi amaçlamaktadır.En yaygın ışık kaynakları, güneş UV veya daha yüksek UV-B ve UV-C çıkışı için yüksek çözünürlükte yer alan xenon ark lambalarıdır.

Yüksek verimsiz testleri (daha yüksek güneşlere kadar) test zamanlarını azaltabilir, ancak ısıtıcı etkilerden veya sıra dışı hasar kinetiğinden kaçınmaları gerekir.TemizFLT:0) ESTEC'de yer alan çevre karakterizasyon tesisleri[Döneticileri 1 ile birlikte UV ve vakum maruz kalma odalarının tamamının tamamının tamamının tamamının tamamının, güneş ışınlamalarının ve gece döngülerinin kullanımını tercih ettiği durumlarda, otomatik olarak test edilmesi gerekir.

Koruyucu Malzemeler ve Kaplamalar

Atom oksijeni ve UV hasarının azaltılması ya doğal olarak dayanıklı toplu malzemeleri seçmek veya koruyucu kaplamaları uygulamak gerektirir. Aşağıdaki bölümler ana kategorilerde detaylandırılır.

Inherential Influence Materials

Metaller, alüminyum, titanyum ve paslanmaz çelik doğal olarak AO'ya karşı dirençlidir, çünkü daha fazla erozyonu durduran ince, kendini ifade eden oksit tabakası oluştururlar. Ancak, yoğunluğu hafif uzay aracı için bir dezavantajdır.Inconel ve nitinol gibi metal alaşımları yüksek sıcaklık veya esnek malzemelerde kullanılırlar. polimerler arasında, fluorinated malzemeler (örneğin, PPF, PFA) daha düşük AO erozyona sahiptir.

Atom Oksijen Koruma için Kaplamalar

İnce film kaplamaları polimer yüzeyler için birincil savunmadır. En yaygın kullanılan AO koruyucu kaplama, alüminyum kaplamalar için de kullanılır (Al2O3) veya silikon dioksit (SiO2), tipik olarak 50-200 nm kalın. Bu şeffaf kaplamalar, altta yatan polimerlere saldırmak için AO saldırısına izin verir.

Kendi kendini kınayan ve Akıllı Kaplamalar

Son araştırmalar AO hasarını bağımsız olarak tamir edebilecek kendi kendine özgü malzemeleri araştırıyor. Laboratuvarda iyileşme ajanlar içeren Microcapsules (örneğin, lineer poliditilsiloxane) AO erozyonu ve geri yükleme koruyucu özellikleri üzerinde serbest bırakabilir. Başka bir yaklaşım, biraz yüksek sıcaklıklara sahip olan form-memory polimerleri azaltırken, bu malzemeler hala ağır kırmızı kaplamalar için ihtiyaç duymadan daha uzun hizmet vaat ediyor.

Endüstri Standartları ve Kazanılan Derece

Uzay programları boyunca tutarlılık ve izlenebilirlik sağlamak için, birkaç standart, malzeme testlerini atomik oksijen ve UV direnci için yönetir.En yaygın referanslı olan UV E512[Döneticileri ve ısıtımı için 3,2) ile kombine edilmiş, Simated Space Environment Testleri için Standart Uygulama.Bu belge, AO, ve termal bisiklet için test koşullarını belirtir.Influence E490 güneş sabit ve hava kütleli sıfırları içerir.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Örnekler

Uydu Termal Blankets

Modern iletişim ve Dünya gözlem uyduları, Kapton veflo filmlerinden mükemmel bir dayanıklılık sergileyen çok katmanlı battaniyeye güveniyor. Atom oksijen testi, Al2O3-koated Kapton dış tabakalarının LEO görevleri için seçimine yol açtı. Örneğin, Terra uydusu ( 1999'da) 20 yıldan fazla süredir mükemmel bir dayanıklılık sergileyen gümüş battaniyeleri kullanır.

Manned Spacecraft ve ISS

Uluslararası Uzay İstasyonu, MISSE deneyleri aracılığıyla on yıllardır ışık dışı veri sağladı. Binlerce malzeme örneği, polimerler, kompozitler ve kaplamalar dahil olmak üzere MISSE'nin kullanımı doğrudan iyi UV stabilitesi için kaplamaların seçimine yol açtı ve Crew Dragon.For example, Crew Dragon'un yapısı hem AO hem de UV için MISSE tarafından onaylanmış bir silikon bazlı kaplama kullanır. ISS'nin kendisi Z-93 tipi beyaz boya kullanıyor.

Future Deep-Space Missions

LEO'nun ötesinde, atomik oksijen tehdidi azalır (AO, L2'nin altındaki yüksekliklerle sınırlı olduğundan), ancak UV radyasyonu endişe vericidir. Güneş materyallerinden (kücümle kaplı) test protokolleri belirli görev ortamına göre uyarılmalıdır.

Future Yol Tarifi

Uzay teknolojisi geliştikçe, bu nedenle test yöntemleri. Bir gelişmekte olan trend, maruz kalma sırasındaki materyal izlemenin kullanımıdır, örneğin, gerçek zamanlı olarak, veya spektroskopik elpsometrinin, örnekleri kaldırmadan kaplamanın iyileştirilmesi için gerekli olan diğer bir gelişme, mikro-yapımların yeniden kullanılabilirliğini tahmin etmek için birçok biyo-malzemesel kaplamalar nedeniyle tekrarlanabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Atom oksijenine ve UV radyasyonuna karşı direniş için havacılık bileşenleri sadece bir kutu kontrol egzersizi değildir - AO ve UV talepleri arasında ortak bir test protokolüdür, ancak koruyucu kaplamalar ve doğal olarak dayanıklı malzemeler uçuş E512 ve ileri materyal bilimi gibi uluslararası standartlarla simülasyonu birleştirerek, mühendisler, çalışma süresince bir bileşeninin nasıl gerçekleştireceğini tahmin edebilir.AO ve UV talepleri arasındaki sinerji, uzaydaki uygulamaları doğru bir şekilde başlatamazken, temel bilgisayar uygulamaları doğru bir şekilde test etmeye devam eder.