Космическое материаловедение. Акишин А.И. - 128 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

128
фиолетовым излучением (ВУФ) (λ~130 нм) от разрядной плазмы в де-
сятки и сотни раз превышает интенсивность ВУФ от солнечного излу-
чения за пределами атмосферы Земли. Давление в кварцевом цилиндре
соответствовало ρ~1-10 Па. Степень диссоциации молекул кислорода в
установке составляла 1-10%. Флюенс облучения образцов ионами и
атомами кислорода составлял Ф
и
~10
19
и/см
2
при Е
и
~10 эВ и Ф
ат
~10
21
ат/см
2
с Е
а
~0,04.
Исследования выявили высокую скорость потери массы органиче-
ских связующих терморегулирующих покрытий (ТРП), приводящих к
обнажению поликристаллов пигментов (ZnO, TiO
2
, ZrO) и потери их
механической прочности в составе ТРП. Отмечалось также возрастание
коэффициента поглощения солнечной радиации, α
s
, белых ТРП с орга-
ническими связующими. Цветные и черные эмалевые покрытия заметно
отбеливались [11-14].
Описанный выше метод не позволяет полностью воспроизводить ус-
ловия взаимодействия потоков атомарного кислорода с материалами,
располагаемыми на фронтальной стороне космического аппарата в про-
цессе полета на высотах 300-500 км [15]. Основные различия облучения
космических материалов ионосферными частицами в космосе H~350 км
(А) и при имитационных испытаниях с помощью высокочастотной
плазмы (Б) следующие.
1. Плотность потока атомов (О), энергия:
(A)-j~10
15
ат/см
2
·с; E~5эВ; (Б)-j~10
19
ат/см
2
·с; E~0,04 эВ.
2. Плотность потока молекул (О
2
), энергия:
(А)-j~10
13
мол/см
2
·с; E~10 эВ; (Б)-10
19
мол/см
2
·с; E~0,04 эВ.
3. Концентрация и энергия заряженных частиц:
(А)-10
5
–10
6
см
-3
; E~0,1 эВ; (Б)-10
9
–10
12
см
-3
; E=1-10 эВ.
4. Интенсивность фотонов ВУФ, длина волны:
(А)-~4·10
11
фот/см
2
·с, λ~121,6 нм; (Б)-10
12
–10
14
фот/см
2
·с, λ~130 нм.
В то же время проведенные испытания позволили выявить и отбра-
ковать из-за высокой скорости потери массы связующего ряд космиче-
ских материалов (например, эмалевые ТРП), где в качестве связующих
используется акриловая смола, полиметилфенил, силикон. В условиях
пребывания в высокочастотной кислородной плазме было выявлено
возрастание спектрального коэффициента поглощения,
,
ТРП в интер-
вале 200-500 нм.
Следующим этапом развития имитационной техники воздействия
потоков частиц ионосферной плазмы на материалы внешней поверхно-
сти КА было создание в НИИЯФ МГУ ускорителя кислородной плазмы
[4,16]. Материалы облучались потоком кислородной плазмы из магни-
топлазмодинамического ускорителя с двойным контрагированием раз-
фиолетовым излучением (ВУФ) (λ~130 нм) от разрядной плазмы в де-
сятки и сотни раз превышает интенсивность ВУФ от солнечного излу-
чения за пределами атмосферы Земли. Давление в кварцевом цилиндре
соответствовало ρ~1-10 Па. Степень диссоциации молекул кислорода в
установке составляла 1-10%. Флюенс облучения образцов ионами и
атомами кислорода составлял Фи~1019 и/см2 при Еи~10 эВ и Фат~1021
ат/см2 с Еа~0,04.
    Исследования выявили высокую скорость потери массы органиче-
ских связующих терморегулирующих покрытий (ТРП), приводящих к
обнажению поликристаллов пигментов (ZnO, TiO2, ZrO) и потери их
механической прочности в составе ТРП. Отмечалось также возрастание
коэффициента поглощения солнечной радиации, αs, белых ТРП с орга-
ническими связующими. Цветные и черные эмалевые покрытия заметно
отбеливались [11-14].
    Описанный выше метод не позволяет полностью воспроизводить ус-
ловия взаимодействия потоков атомарного кислорода с материалами,
располагаемыми на фронтальной стороне космического аппарата в про-
цессе полета на высотах 300-500 км [15]. Основные различия облучения
космических материалов ионосферными частицами в космосе H~350 км
(А) и при имитационных испытаниях с помощью высокочастотной
плазмы (Б) следующие.
    1. Плотность потока атомов (О), энергия:
    (A)-j~1015 ат/см2·с; E~5эВ; (Б)-j~1019 ат/см2·с; E~0,04 эВ.
    2. Плотность потока молекул (О2), энергия:
    (А)-j~1013 мол/см2·с; E~10 эВ; (Б)-1019 мол/см2·с; E~0,04 эВ.
    3. Концентрация и энергия заряженных частиц:
    (А)-105–106 см-3; E~0,1 эВ; (Б)-109–1012 см-3; E=1-10 эВ.
    4. Интенсивность фотонов ВУФ, длина волны:
    (А)-~4·1011 фот/см2·с, λ~121,6 нм; (Б)-1012–1014фот/см2·с, λ~130 нм.
    В то же время проведенные испытания позволили выявить и отбра-
ковать из-за высокой скорости потери массы связующего ряд космиче-
ских материалов (например, эмалевые ТРП), где в качестве связующих
используется акриловая смола, полиметилфенил, силикон. В условиях
пребывания в высокочастотной кислородной плазме было выявлено
возрастание спектрального коэффициента поглощения, , ТРП в интер-
вале 200-500 нм.
    Следующим этапом развития имитационной техники воздействия
потоков частиц ионосферной плазмы на материалы внешней поверхно-
сти КА было создание в НИИЯФ МГУ ускорителя кислородной плазмы
[4,16]. Материалы облучались потоком кислородной плазмы из магни-
топлазмодинамического ускорителя с двойным контрагированием раз-
                                     128

Страницы