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高加速近紫外模拟的均匀性控制方法

2021-09-08杨艳斌沈自才张鹏嵩李竑松姜利祥贺洪波王胭脂邵建达

航天器环境工程 2021年4期

杨艳斌,沈自才*,张鹏嵩,李竑松,姜利祥,贺洪波,王胭脂,邵建达

(1. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094; 2. 中国科学院 上海光学精密机械研究所,上海 201800)

0 引言

航天器在轨运行时,由于失去地球大气层的保护,所有波段的太阳电磁辐射都能够到达航天器的表面。太阳辐射强度用太阳常数来表示,地表太阳常数值为1 353 W/m2。近紫外辐射的波长范围为200~400 nm,虽然其辐射的能量只占太阳辐射总能量的8.6%[1],但由于其光子能量较高(波长为200 nm 的光子能量为6.2 eV),作用于航天器表面会发生光电效应,使航天器表面带电,影响航天器内电子系统与磁性器件的正常工作;此外还会破坏材料的化学键,使材料化学键和功能团发生断裂或交联,导致性能退化[2]。

紫外辐照地面模拟试验一般采用加速试验[3-4];为了防止热效应对试验结果的影响[5],一般都将加速倍率限制在5 倍以下[6],如美国ASTM E 512 标准规定紫外加速倍率最大为3 倍[7],GJB 2502.5—2006 将近紫外加速因子规定为不超过5[8]。这样的加速倍率下,紫外辐照试验时间一般都比较长,试验效率低,试验成本也较高。随着行星探测任务的推进,开展更高紫外太阳常数的紫外辐照试验已成为必然,例如针对水星的探测器。国外已进行了更大加速倍率的紫外辐照试验。法国ONERA 的J.Marco 等人经过分析认为,在使用有滤光片的氙灯紫外源的条件下,近紫外加速倍率达到10 倍的情况下仍然能够满足ECSS-Q-ST-70-06C[9]中对热效应的限制要求,并对GEO 卫星使用的OSR、白漆等热控材料进行了综合辐照试验,其中紫外辐照试验的加速倍率为7 倍[10]。……

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