តើ​បន្ទះ​លាប​ពណ៌​មាស​ដែល​ស្រោប​ដោយ​ភាព​ជាក់លាក់​អាច​ការពារ​ការ​ហូរ​ចូល​នៃ​អុកស៊ីហ្សែន​អាតូមិក​លើ​យាន​អវកាស​ទាប​នៃ​គន្លង​ផែនដី​បាន​ទេ?

យានអវកាសដែលកំពុងប្រតិបត្តិការក្នុងគន្លងផែនដីទាប (LEO, 200 គីឡូម៉ែត្រ - 1,000 គីឡូម៉ែត្រ ) ប្រឈមមុខនឹងបរិយាកាសអវកាសដ៏អាក្រក់ពិសេស។ ប្រភេទបរិយាកាសលេចធ្លោនៅរយៈកំពស់ទាំងនេះ — អុកស៊ីសែនអាតូមិក ( AO ) — ត្រូវបានបង្កើតដោយការបំបែករូបភាពនៃអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុល ( O ₂) ក្រោមកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេនៃព្រះអាទិត្យខ្លាំង។ យានអវកាស​ដែល​ធ្វើ​ដំណើរ​ក្នុង​គន្លង​ក្នុង​ល្បឿន​លឿន ( ~ 7.8 គីឡូម៉ែត្រ​ក្នុង​មួយ​វិនាទី ) ទទួល​រង​ឥទ្ធិពល​ថាមពល​ខ្ពស់ ( ~ 4.5 eV - 5.0 eV ) ពី​រ៉ាឌីកាល់​អុកស៊ីហ្សែន​ប្រតិកម្ម​ទាំងនេះ។

សារធាតុប៉ូលីម៊ែរ ដែលមិនបានការពារ ភួយកម្ដៅ និងសមាសធាតុកាបូន ទទួលរងនូវសំណឹកគីមីធ្ងន់ធ្ងរ ការបាត់បង់ម៉ាសសម្ភារៈ ភាពរដុបលើផ្ទៃ និងការរិចរិលអុបទិក ក្រោមការទម្លាក់គ្រាប់បែក AO ដែលបានពង្រីក។ បន្ទះស័ង្កសីមាសស្រោបដោយភាពជាក់លាក់ - រួមបញ្ចូលគ្នានូវស្រទាប់អាលុយមីញ៉ូមដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ឬស្រទាប់ខាងក្រោម Kapton/polyimide ជាមួយនឹងស្រទាប់ទី អវកាស ថ្នាំកូតហ្វ្លុយអូប៉ូលីម័រមាសដែលមិនមានស៊ីលីកុន ឬស្រទាប់ចំហាយទឹក (PVD) មាស/ស៊ីលីកាណាណូ - ផ្តល់នូវស្រទាប់ការពារអុកស៊ីហ្សែនដែលមិនអាចជ្រាបចូលបាននៃអាតូមិក។ វាមានប្រសិទ្ធភាពទប់ស្កាត់ការសាយភាយ AO ទិសដៅ ទប់ទល់នឹងការបំផ្លាញកាំរស្មីយូវីនៃពន្លឺព្រះអាទិត្យ និងផ្តល់នូវការសាយភាយកម្ដៅដែលមានស្ថេរភាព និងការស្រូបពន្លឺព្រះអាទិត្យលើបេសកកម្មអវកាសដែលបានពង្រីក។

យន្តការសំណឹកគីមីដែលមានល្បឿនលឿនក្នុង LEO

នៅល្បឿនគន្លង ( ~7.8km/s ) អុកស៊ីសែនអាតូមិកប៉ះពាល់ដល់ផ្ទៃដែលប្រឈមមុខនឹងយានអវកាស ជាមួយនឹងថាមពល kinetic គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបំបែកចំណងគីមីសរីរាង្គ៖

អត្រាការរិចរិលវត្ថុធាតុ polymer៖ ប៉ូលីអ៊ីមមីតស្ដង់ដារ (កាបតុន) និងសមាសធាតុអេផូស៊ី រលាយក្នុងអត្រារហូតដល់ 3.0 × 10⁻⊃2;⁴ cm³/អាតូម ដែលនាំឱ្យស្គមស្គាំងធ្ងន់ធ្ងរ និងការបរាជ័យផ្នែកមេកានិច។

ប្រសិទ្ធភាពប្រតិកម្មអុកស៊ីហ្សែនអាតូមិក (Eᵧ): វាស់បរិមាណនៃសម្ភារៈដែលបាត់បង់ក្នុងមួយអាតូមអុកស៊ីហ្សែនឧបទ្ទវហេតុ។ សម្ភារៈដែលមានបំណងសម្រាប់បេសកកម្ម LEO ដែលមានរយៈពេលយូរត្រូវតែសម្រេចបាន Eᵧ ជិតដល់សូន្យ។

គីមីវិទ្យាការពារម្រ័ក្សណ៍មាស

មាសគឺអសកម្មខាងក្នុងចំពោះប្រតិកម្មអុកស៊ីហ៊្សែនអាតូម ពីព្រោះអុកស៊ីតកម្មរបស់វា enthalpy គឺមិនអំណោយផលខ្លាំងនៅក្រោមរដ្ឋថាមពល LEO:

Inert Metallic Surface Matrix: អាតូមមាស (Au) មិនងាយបង្កើតអុកស៊ីដងាយនឹងបង្កជាហេតុនៅក្រោមឥទ្ធិពល 5 eV AO ដោយរក្សាដង់ស៊ីតេផ្ទៃ និងម៉ាស់រចនាសម្ព័ន្ធ។

Cross-Linked Space-Grade Lacquer Matrix៖ សារធាតុពណ៌មាសដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ដែលបានបង្កប់នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុ fluoropolymer ឬ polyimide ដែលបញ្ចេញឧស្ម័នទាប ដោយគ្មានស៊ីលីកុន បង្កើតជារបាំងក្រាស់ដែលរារាំងស្រទាប់ខាងក្រោមអាលុយមីញ៉ូម ឬវត្ថុធាតុ polymer ពីការវាយប្រហារគីមី។

សុពលភាពបច្ចេកទេស និងស្តង់ដារការអនុវត្ត

ម៉ាទ្រីសនៃការអនុវត្តខាងក្រោមបង្ហាញពីស្តង់ដារគុណវុឌ្ឍិនៃការហោះហើរក្នុងលំហអាកាសសំខាន់ៗសម្រាប់ក្រដាសយានអវកាសដែលស្រោបមាសដោយភាពជាក់លាក់៖

គុណសម្បត្តិវិជ្ជាជីវៈសំខាន់ៗក្នុងវិស្វកម្មអវកាស

សំណួរគេសួរញឹកញាប់

សំណួរទី 1: ហេតុអ្វីបានជាអុកស៊ីសែនអាតូមិកបំផ្លាញសម្ភារៈយានអវកាសនៅក្នុង LEO?

ចម្លើយ៖ អុកស៊ីហ្សែនអាតូមិកត្រូវបានបង្កើតនៅពេលដែលវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីយូវីបំបែក O ₂ ដាច់ពីគ្នា។ ម៉ូលេគុល ក្នុងល្បឿនគន្លងរបស់ LEO ( ~ 7.8 គីឡូម៉ែត្រ/វិនាទី ) AO ប៉ះពាល់ដល់ផ្ទៃយានអវកាសជាមួយនឹង ថាមពល 5 eV  នៃថាមពលគីណេទិក បំបែកចំណងគីមីសរីរាង្គ និងបំផ្លាញសារធាតុប៉ូលីម៊ែរ កាបោន និងថ្នាំលាបដែលមិនបានការពារយ៉ាងឆាប់រហ័ស។

សំណួរទី 2: តើបន្ទះម្រ័ក្សណ៍មាសការពារសំណឹកអុកស៊ីហ្សែនអាតូមិកដោយរបៀបណាបើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្តង់ដារ Kapton?

ចម្លើយ៖ មាស​មាន​លក្ខណៈ​អសកម្ម​គីមី ហើយ​មិន​មាន​ប្រតិកម្ម​ជាមួយ​អាតូម​អុកស៊ីហ្សែន​ថាមពល​ខ្ពស់​ទេ។ ខណៈពេលដែលស្តង់ដារ Kapton រលាយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្រោមការប៉ះពាល់ AO ថ្នាំកូតមាស-ខ្មុកដើរតួជារបាំងដែលមិនអាចជ្រាបចូលបានដែលរារាំង AO ទាំងស្រុងពីការទាក់ទងជាមួយសម្ភារៈមូលដ្ឋាន។

សំណួរទី 3: តើអ្វីជាអត្ថប្រយោជន៍នៃការកាត់ក្រដាសពណ៌មាសដែលមានភាពជាក់លាក់សម្រាប់ការផលិតយានអវកាស?

ចម្លើយ៖ ទទឹងតូចចង្អៀតដែលមានភាពជាក់លាក់ ( 3 ម.ម - 50 ម.ម ) ជាមួយនឹងគែមស្អាត គ្មានស្នាមប្រេះ អនុញ្ញាតឱ្យមានស្វ័យប្រវត្តរុំព័ទ្ធជុំវិញរាងកោងស្មុគ្រស្មាញ ខ្សែភ្លើង និងបំពង់កម្ដៅដោយមិនបញ្ចេញភាគល្អិតធូលីលោហធាតុនៅក្នុងបន្ទប់សម្អាតអុបទិក។

សំណួរទី 4: តើក្រដាសជ័រធ្វើពីមាសឆ្លងកាត់តម្រូវការរបស់ NASA និង ESA ដែរឬទេ?

A: បាទ។ ម្រ័ក្សណ៍មាសថ្នាក់អវកាសប្រើប្រាស់គីមីសាស្ត្រវត្ថុធាតុ polymer បញ្ចេញឧស្ម័នទាប ព្យាបាលនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ងាយស្រួលឆ្លងកាត់ ASTM ស្តង់ដារ E595 ជាមួយនឹងការបាត់បង់ម៉ាសសរុប ( TML ) ទាបជាង 1.0%  និងសម្ភារៈដែលងាយនឹងបង្កជាហេតុប្រមូលបាន ( CVCM ) ក្រោម 0.10%.

សំណួរទី 5: តើក្រដាសលាបពណ៌មាសអាចទប់ទល់នឹងការជិះកង់កម្ដៅខ្លាំងនៃគន្លង LEO បានទេ?

A: បាទ។ យានអវកាស LEO ជួបប្រទះការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពយ៉ាងលឿន (ពី -120°C  ក្នុងសូរ្យគ្រាសដល់ +120°C នៅក្នុងពន្លឺព្រះអាទិត្យរៀងរាល់ 90 នាទីម្តង)។ កម្លាំងស្អិតខ្ពស់ និងការពង្រីកកម្ដៅដែលត្រូវគ្នានៃម៉ាទ្រីស ម្រ័ក្សណ៍ខ្មុក ការពារការបែកខ្ទេចខ្ទី រលាត់ ឬការរបកនៅក្រោមកម្ដៅ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ក្រដាសជ័រពណ៌មាសដែលមានភាពជាក់លាក់ គឺជាដំណោះស្រាយសម្ភារៈដែលបង្ហាញឱ្យឃើញពីជើងហោះហើរដ៏មានប្រសិទ្ធភាពពិសេសសម្រាប់ការពារការហូរច្រោះអុកស៊ីហ្សែនអាតូមិក និងគ្រប់គ្រងការគ្រប់គ្រងកម្ដៅនៅលើយានអវកាស Low-Earth Orbit ។

ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការជ្រើសរើសសម្ភារៈសម្រាប់ការការពារកម្ដៅរបស់យានអវកាស៖

បញ្ជាក់ស្តង់ដារដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់ក្នុងលំហ ( ASTM E595 / ASTM E2089): ទិន្នន័យការប៉ះពាល់នឹងធ្នឹម AO ដែលមានមូលដ្ឋានលើដីដែលមានការបញ្ជាក់ និងការធ្វើតេស្តបញ្ចេញឧស្ម័នទាប (TML < 1.0%, CVCM < 0.10%) ។

ជ្រើសរើសស្នូលស្រទាប់ខាងក្រោមដែលសមស្រប៖ ជ្រើសរើសបន្ទះអាលុយមីញ៉ូមដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់សម្រាប់ចរន្តកំដៅអតិបរមា ឬខ្សែភាពយន្តប៉ូលីអ៊ីមសម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការវ៉ុលបំបែកឌីអេឡិចត្រិចខ្ពស់ និងធន់នឹងការបង្ហូរទឹកភ្នែក។

ពង្រឹងគុណភាពកាត់គែមភាពជាក់លាក់៖ ទាមទារការកាត់កាត់ផ្នែកសម្អាតក្នុងបន្ទប់ ដើម្បីលុបបំបាត់ស្នាមប្រេះ និងការបញ្ចេញភាគល្អិតដែលអាចបំពុលផ្កាយរណបអុបទិក ឬអារេពន្លឺព្រះអាទិត្យ។