Takyk-altyn altyn lakly folga, pes ýerdäki orbit kosmos gämisinde atom kislorodyň eroziýasynyň öňüni alyp bilermi?

Pes Earther Orbitasynda (LEO, 200 km - 1000 km ) işleýän kosmiki gämiler gaty kosmos gurşawyna duçar bolýar. Bu belentliklerde agdyklyk edýän atmosfera görnüşleri - Atom kislorody ( AO ) - fotodissiýalaşmagy netijesinde emele gelýär . O ₂) güýçli gün ultramelewşe şöhlelenmesinde molekulýar kislorodyň ( Giperwoklok tizliginde ( ~ 7,8 km / s ) aýlanýan kosmiki gämiler ýokary energiýa täsirini ( ~ 4.5 eV - 5.0 eV ) başdan geçirýär.bu reaktiw kislorod radikallaryndan

Goragsyz polimerler, termiki ýorganlar we uglerod kompozitleri çalt agyr himiki eroziýa, maddy köpçülikleýin ýitgiler, ýerüsti çişirme we uzaldylan AO bombalanmagy astynda optiki zaýalanýar. Takyk görnüşli altyn lakly folga - ýokary arassa alýumin ýa-da Kapton / polimid substratlary kosmos derejeli, silikonsyz altyn floropolimer örtükleri ýa-da goýlan fiziki bug (PVD) altyn / kremniniň nano gatlaklary bilen birleşdirip bolýan atom kislorod galkanyny üpjün edýär. Ugurly AO eroziýasyny netijeli bloklaýar, gün UV zaýalanmagyna garşy durýar we giň kosmos işlerinde durnukly ýylylyk emissiýasyny we günüň siňdirilmegini üpjün edýär.

LEO-da ýokary derejeli himiki eroziýa mehanizmi

Orbital tizliklerde ( ~ 7.8km / s ), atom kislorody organiki himiki baglanyşyklary döwmek üçin ýeterlik kinetik energiýa bilen kosmos gämisiniň goç ýüzüne täsir edýär:

Polimeriň zaýalanma derejeleri: Adaty polimidler (Kapton) we epoksi kompozitler 3.0 × 10⁻⊃2; ⁴ cm³ / atom derejesinde pese gaçýar, bu mehaniki näsazlygyň düýpli gurluşynyň ýitmegine sebäp bolýar.

Atom kislorod reaksiýasynyň netijeliligi (Eᵧ): Her hadysada kislorod atomynda ýitirilen materialyň mukdaryny ölçär. Uzak möhletli LEO missiýalary üçin niýetlenen materiallar Eᵧ nola ýakynlaşmalydyr.

Altyn-lak gorag himiýasy

Altyn atom kislorod reaksiýasyna içerki inertdir, sebäbi LEO energiýa şertlerinde okislenme entalpiýasy gaty amatsyz:

Inert metal üstü matrisasy: Altyn atomlary (Au) 5 eV AO täsiri astynda durnukly üýtgäp durýan oksidleri emele getirmeýär, ýerüsti dykyzlygy we gurluş massasyny saklaýar.

Çyzykly kosmos derejeli lak matrisi: Silikonsyz, pes çykýan floropolimer ýa-da polimid rezin göterijilerine salnan ýokary arassa altyn pigmentler, alýumin ýa-da polimer substratlaryny himiki hüjümden bökdeýän dykyz päsgelçilik döredýär.

Tehniki tassyklama we öndürijilik standartlary

Aşakdaky öndürijilik matrisasy, altyn-lak kosmos gämisiniň folga üçin kosmos-uçuş kwalifikasiýa standartlaryny görkezýär:

Aerokosmiki in Engineeringenerçilikde esasy hünär artykmaçlyklary

Sorag-jogap

1-nji sorag: Näme üçin atom kislorody LEO-daky kosmos gämilerine beýle zyýanly?

J: UV radiasiýasy atom kislorody emele gelýär . O ₂ molekulalaryny bölüp aýrylanda LEO orbital tizliginde ( ~ 7,8 km / s ), AO 5 eV  kinetiki energiýa bilen kosmiki gämileriň ýüzüne täsir edýär, organiki himiki baglanyşyklary döwýär we goralmadyk polimerleri, uglerod süýümlerini we boýaglary çalt ýok edýär.

2-nji sorag: Altyn lakly folga, adaty Kapton bilen deňeşdirilende atom kislorodynyň eroziýasynyň öňüni nädip alýar?

J: Altyn himiki taýdan inert bolup, ýokary energiýaly kislorod atomlary bilen reaksiýa bermeýär. Adaty Kapton AO täsirinde çalt ýitip barýarka, altyn-lak örtük geçip bolmajak päsgelçilik bolup, AO-nyň esasy material bilen aragatnaşygyny doly bökdeýär.

3-nji sorag: Kosmos gämilerini öndürmek üçin takyk çaýylan altyn lakly folgaň peýdasy näme?

J: Arassa, burunsyz gyralary bolan takyk inçe dar ini ( 3 mm - 50mm ), optiki arassalaýyş otaglarynda metal tozan bölejiklerini dökmezden, çylşyrymly egrilen şekilleri, sim simlerini we termiki turbalary awtomatiki, gyrmyzy spiral bilen örtmäge mümkinçilik berýär.

4-nji sorag: Altyn lakly folga NASA we ESA wakuumdan ýokary talaplardan geçýärmi?

J: Hawa. Kosmos derejeli altyn laklar, ýokary temperaturada bejerilen ýöriteleşdirilen pes çykýan polimer himiýasyny ulanýarlar, umumy massa ýitgisi ASTM TML ) bilen E595 görkezijilerini -den pes 1,0%  we ýygnanan üýtgäp durýan kondensasiýa materialy ( CVCM ) 0.10% -den aşakda geçýärler..

5-nji sorag: Altyn lakly folga LEO orbitalarynyň aşa termiki welosiped sürmegine çydap bilermi?

J: Hawa. LEO kosmiki gämisi çalt temperaturanyň üýtgemegini başdan geçirýär ( -120 ° C -den  tutulanda + 120 ° C çenli). gün şöhlesinde Highokary ýelme güýji we lak matrisasynyň gabat gelýän ýylylyk giňelmegi, termiki zarba astynda mikro-döwülmegiň, çişmegiň ýa-da gabygyň öňüni alýar.

Netije

Takyk çyzylan altyn lakly folga, atom kislorodynyň eroziýasynyň öňüni almak we Pes Eartherli Orbit kosmos gämisinde ýylylyk gözegçiligini dolandyrmak üçin diýseň täsirli, uçuş bilen subut edilen material çözgüdi.

Kosmos gämileriniň ýylylyk goragy üçin material saýlamasyny optimizirlemek üçin:

Kosmos kwalifikasiýa standartlaryny kesgitläň ( ASTM E595 / ASTM E2089): Mandat kepillendirilen ýer esasly AO şöhleleriniň täsir ediş maglumatlary we pes synag synaglary (TML <1.0%, CVCM <0.10%).

Degişli substrat ýadrosyny saýlaň: Iň ýokary ýylylyk geçirijiligi üçin ýokary arassalykly alýumin folga ýa-da ýokary dielektrik bölüniş naprýa .eniýesini we ýyrtyk garşylygy talap edýän programmalar üçin polimid filmi saýlaň.

“Precision Edge” süýşürmegiň hilini ýerine ýetiriň: Duýgur hemra optikasyny ýa-da gün massiwlerini hapalap bilýän bölejikleri we bölejikleri dökmek üçin arassa otagyň gyrkylmagyny talap ediň.