An féidir le Scragall Óir-laicearaithe Beachtais-Slit Cosc a chur ar Chreimeadh Ocsaigin Adamhach ar Spásárthaí Orbit Íseal-Domhain?

spásárthaí a oibríonn i bhFithis Íseal-Domhain (LEO, 200 km - 1,000 km ). Gintear Tá timpeallacht spáis thar a bheith dian roimh príomhspeicis an atmaisféir ag na hairde seo - Ocsaigin Adamhach ( AO ) - trí fhótai-thiomsú ocsaigine móilíneach ( O ₂) faoi dhian-radaíocht ultraivialait na gréine. ag spásárthaí atá ag fithisiú ar luasanna hipirtreoluas ( ~ 7.8 km/s ) Bíonn tionchar ardfhuinnimh ( ~ 4.5 eV - 5.0 eV ) ó na fréamhacha ocsaigine imoibríocha seo.

Fulaingíonn polaiméirí gan chosaint, blaincéid teirmeacha, agus cumaisc charbóin an-chreimeadh ceimiceach tapa, caillteanas mais ábhar, garbhú dromchla, agus díghrádú optúil faoi bhuamáil leathnaithe AO. Scragall ór-laicearaithe bearrtha — a chomhcheanglaíonn foshraitheanna ard-íonachta alúmanaim nó Kapton/polaimide le bratuithe fluarapolaiméire óir de ghrád spáis, saor ó shilicón nó de ghal fisiciúil nana-sraitheanna óir/sileice — cuireann sé sciath ocsaigine neamh-thréscaoilteach ar fáil. Blocann sé go héifeachtach creimeadh treo AO, cuireann sé i gcoinne díghrádú gréine UV, agus seachadann sé emissivity teirmeach cobhsaí agus ionsúiteacht gréine thar mhisin spáis leathnaithe.

Meicníocht Creimthe Ceimiceach Hypervelocity in LEO

Ag treoluasanna fithise ( ~ 7.8km/s ), bíonn tionchar ag ocsaigin adamhach ar dhromchlaí aghaidh reithe spásárthaí le go leor fuinnimh cinéiteach chun naisc cheimiceacha orgánacha a bhriseadh:

Rátaí Díghrádaithe Polaiméirí: Creimeann gnáth-pholaimídítí (Kapton) agus comhdhúile eapocsa ag rátaí suas go dtí 3.0 × 10⁻⊃2;⁴ cm³/adamh, rud a fhágann go mbíonn tanú struchtúrach trom agus teip meicniúil ann.

Éifeachtúlacht Frithghníomhaithe Ocsaigin Adamhach (Eᵧ): Tomhaiseann sé toirt an ábhair a chailltear in aghaidh an teagmhais adaimh ocsaigine. Ní mór d'ábhair atá beartaithe le haghaidh misin LEO fadtréimhseacha Eᵧ gar do nialas a bhaint amach.

Ceimic Cosanta Óir-laicir

Tá ór támh go bunúsach d’imoibriú ocsaigine adamhach toisc go bhfuil a eantalpacht ocsaídiúcháin thar a bheith neamhfhabhrach faoi stáit fuinnimh LEO:

Maitrís Dromchla Miotalacha Támh: Ní furasta adaimh óir (Au) ocsaídí so-ghalaithe cobhsaí a fhoirmiú faoi thionchar 5 eV AO, ag cothabháil dlús dromchla agus mais struchtúrach.

Maitrís Lacquer Grád Spáis Trasnasctha: Cruthaíonn líocha óir ard-íonachta atá leabaithe in iompróirí fluarapolaiméire nó roisín polaimíde saor ó shileacóin agus atá saor ó ghású íseal, bacainn dlúth a bhlocálann foshraitheanna alúmanaim nó polaiméire ó ionsaí ceimiceacha.

Bailíochtú Teicniúil & Caighdeáin Feidhmíochta

Leagtar amach sa mhaitrís feidhmíochta thíos na príomhchaighdeáin cháilíochta eitilte spáis le haghaidh scragall spásárthach ór-laicear-slitse:

Buntáistí Gairmiúla Buntábhachtacha in Innealtóireacht Aeraspáis

CCanna

C1: Cén fáth a bhfuil ocsaigin adamhach chomh millteach sin d’ábhair spásárthaí in LEO?

A: Gintear ocsaigin adamhach nuair a bhriseann radaíocht UV móilíní O ₂ óna chéile. Ag luasanna fithise LEO ( ~ 7.8 km/s ), bíonn tionchar ag AO ar dhromchlaí spásárthaí le 5 eV  d’fhuinneamh cinéiteach, ag briseadh bannaí ceimiceacha orgánacha agus ag creimeadh go tapa ar pholaiméirí, snáithíní carbóin agus péinteanna gan chosaint.

C2: Conas a chuireann scragall óir-laicearaithe cosc ​​ar chreimeadh ocsaigine adamhach i gcomparáid le Kapton caighdeánach?

A: Tá ór támh go ceimiceach agus ní imoibríonn sé le adaimh ocsaigine ardfhuinnimh. Cé go gcreimeann caighdeánach Kapton go tapa faoi nochtadh AO, feidhmíonn an sciath óir-laicir mar bhac neamh-thréscaoilteach a chuireann bac iomlán ar AO ó theagmháil a dhéanamh leis an ábhar bunúsach.

C3: Cad é an tairbhe a bhaineann le scragall ór-laicearaithe le beachtas scoilteadh do mhonarú spásárthaí?

A: Ligeann leithead cúnga beachtais-slit ( 3 mm - 50mm ) le himill ghlana gan burr, bíseach uathoibrithe, saor ó wrinkle a fhilleadh timpeall cruthanna casta cuartha, úmacha sreangaithe, agus píopaí teirmeacha gan cáithníní deannaigh mhiotalacha a sheideadh i seomraí glana optúla.

C4: An sáraíonn scragall óir-laicearaithe riachtanais fholúsghásála NASA agus ESA?

A: Tá. Baineann laicir óir de ghrád spáis úsáid as ceimic polaiméire speisialaithe íseal-gasaithe a leigheastar ag teochtaí arda, ag dul thar ASTM tagarmharcanna E595 go héasca le Caillteanas Aifrinn Iomlán ( TML ) i bhfad faoi bhun 1.0 %  agus Ábhar Comhdhlúite So-ghalaithe Bailithe ( CBCM ) faoi bhun 0.10 % ..

C5: An féidir le scragall óir-laicearaithe an timthriall teirmeach mhór i bhfithis LEO a sheasamh?

A: Tá. Faigheann spásárthaí LEO luasanna tapa teochta (ó -120 ° C  in eclipse go + 120 ° C i solas na gréine gach 90 nóiméad). Coscann neart greamaitheachta ard agus leathnú teirmeach comhoiriúnaithe an mhaitrís laicir micrea-scáineadh, scealpadh, nó feannadh faoi turraing teirmeach.

Conclúid

scragall óir-laicearaithe beachtas-slit chun cosc ​​a chur ar chreimeadh ocsaigine adamhach agus chun rialú teirmeach a bhainistiú ar spásárthaí Orbit Íseal-Domhain. Is réiteach ábhair fíor-éifeachtach atá cruthaithe ag eitilt é

Chun roghnú ábhar a bharrfheabhsú le haghaidh cosaint theirmeach spásárthaí:

Sonraigh Caighdeáin Spáis- Cháilithe ( ASTM E595 / ASTM E2089): Sainordú sonraí nochta léasa AO talamh-bhunaithe agus tástáil íseal-rochtaineachta (TML < 1.0%,CVCM < 0.10%).

Roghnaigh Croílár Foshraith Cuí: Roghnaigh scragall alúmanaim ard-íonachta le haghaidh seoltacht teirmeach uasta, nó scannán polyimide d'iarratais a éilíonn ardvoltas miondealú tréleictreach agus friotaíocht cuimilt.

Cáilíocht Slitting Edge Beachtais a Fhorfheidhmiú: A cheangal ar slitting lomadh seomra glan chun deireadh a chur le burrs agus doirteadh cáithníní a d'fhéadfadh éilliú optaic satailíte íogair nó eagair gréine.