Воздействие атомарного кислорода на материалы солнечных батарей низкоорбитальных космических аппаратов

Исследование плотности и потоков атомарного кислорода в зависимости от высоты орбиты при различной солнечной активности. Основные технологические методы защиты полимеров и композиционных материалов от окружающей среды на низких околоземных орбитах.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 16.11.2018
Размер файла 566,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВОЗДЕЙСТВИЕ АТОМАРНОГО КИСЛОРОДА НА МАТЕРИАЛЫ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ НИЗКООРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

В.А. Летин (к.т.н.), Л.С. Гаценко

(к.т.н.), Н.Е. Маслякова НПП "Квант"

Введение

Атомарный кислород (АК) является наиболее агрессивным фактором космического пространства (ФКП) на низких околоземных орбитах (НОО), который вносит существенный вклад в оптическую деградацию параметров солнечных батарей (СБ), длительно работающих на этих высотах [1]. АК участвует в деструкции и трансформации наружных материалов космических аппаратов (КА), продукты которых осаждаются на оптических поверхностях СБ, вызывая ухудшение генерируемой мощности.

К настоящему времени проведены обширные исследования основных параметров АК в зависимости от космических условий, деградации космических материалов при воздействии АК как в наземных условиях в имитаторах космической кислородной плазмы, так и в космосе (полёты Шаттла-STS 1ч8, КА GDEF, Spot, космических телескопов Space Telescope, XMM, Хабл, околоземной станции «Мир» и т.д.) [1 - 9].

Были выполнены также исследования материалов и фрагментов кремниевой СБ, возвращенной на Землю после 10,5 лет работы на околоземной станции (ОС) «Мир», которые дали ценную информацию о процессах деструкции материалов СБ под действием ФКП, в том числе и АК, источниках загрязнений оптической системы СБ.

В результате проведенных исследований [3, 5, 6] были выбраны наиболее совершенные материалы, определена их пригодность для использования в КА, работающих на НОО, и разработаны меры защиты различных конструктивных материалов, не стойких к воздействию ФКП.

Данная работа посвящена анализу основных исследований по воздействию АК на космические материалы, применяемые в КА и, в частности, в СБ.

Орбитальный атомарный кислород

Известно, что АК является основной компонентой остаточной атмосферы на высотах НОО - от 200 до 700 км. Для больших высот проблема воздействия АК на материалы для КА, находящихся на геостационарной орбите, не возникает, поскольку там концентрация АК слишком мала.

Плотность потока АК во многом определяется степенью солнечной активности, влияние которой на плотность АК в атмосфере в зависимости от высоты показано на рис. 1 [2]. Из рисунка следует, что, например, для высоты 500 км плотность АК возрастает приблизительно от 2,5 · 106 ат · см-3 при минимальной солнечной активности до 2 · 108 ат · см-3 при максимальной, а поток АК при этом увеличивается от 2 · 1012 см-2 · сек-1 до 2 · 1014 см-2 · сек-1, т.е. на два порядка. В период максимальной солнечной активности плотность АК значительно увеличивается даже на высотах порядка 800 км.

Рис. 1. Плотности и потоки атомарного кислорода в зависимости от высоты орбиты при различной солнечной активности

Графики плотностей АК как функции высоты (рис. 1) были получены по результатам моделирования при использовании программы MSTS. Применение подобных методик позволяет проводить оценки потоков АК, которые характеризуют конкретный полет с учетом даты запуска, типа орбиты, ориентации поверхностей по отношению к направлению перемещения и характера солнечной активности.

Например, в таблице 1 приведены времена, необходимые для получения заданного флюенса АК (4,8 · 1021 ат · см-2) на поверхности, перпендикулярной направлению вектора скорости, в случаях сильной, средней, и слабой солнечной активности для полетов различного характера.

Таблица 1

Время Т, необходимое для получения флюенса 4,8 · 1021 атомов · см-2

Тип орбиты

Высота,

км

Время Т солнечной активности, дни

сильная

Средняя

слабая

Круговая

экваториальная

185

290

320

800

9,2 · 100

5,2 · 101

1,6 · 102

2,9 · 104

1,1 · 101

7,3 · 101

2,7 · 102

1,3 · 105

1,3 · 101

1,7 · 102

1,0 · 103

3,7 · 106

Круговая

полярная

185

290

320

800

9,9 · 100

5,6 · 101

1,7 · 102

3,4 · 104

1,1 · 101

7,9 · 101

2,9 · 102

1,3 · 105

1,4 · 101

1,8 · 102

9,8 · 107

3,7 · 106

На основе найденных для данного полета флюенсов можно провести оценки потерь толщин отдельных материалов, подвергающихся окислению, если известны значения их реакционной эффективности Re (см3/атом).

Важно знать Re полимеров, которые особенно чувствительны по отношению к АК. Величина Rе для них определяется следующим выражением:

,

где M = M/NT, М - молекулярная масса, с - плотность полимера, NT - общее число атомов в испытуемом полимере, NC - число атомов углерода, NO - число атомов кислорода,

.

Деградация космических материалов при воздействии АК

Деградация материалов космических объектов под воздействием АК изучалось параллельно в наземных условиях и в космосе.

Более достоверными оказались результаты, полученные в космических исследованиях, т.к. в лабораторных экспериментах трудно смоделировать условия НОО во всех аспектах. Отмечалась бульшая деградация материалов и более высокие скорости реакций при наземных испытаниях.

На основании проведенных исследований [2] было установлено, что наиболее устойчивыми к АК являются неорганические материалы, прежде всего, стекла, а также большинство металлов и их оксидов, оксиды неметаллов. При взаимодействии с АК золото и платина не претерпевали никаких изменений. Все остальные металлы, за исключением осмия и серебра выделяли тепло при окислении АК, образуя стабильные оксиды, которые становились хорошей защитой от окисления объемных слоев. Серебро и осмий быстро разрушались под воздействием АК из-за хрупкости соответствующих оксидов.

Наибольшей деградации при воздействии АК были подвержены полимерные материалы, особенно в виде пленок. Была отмечена сильная деградация полимеров, содержащих такие элементы как С, Н, О, N, S. Эти материалы имели высокие скорости потерь массы (ПМ), а их реакционная эффективность составляла от 2,5 · 10-24 до 4,0 · · 10-24 см3/атом. Самыми слабыми оказались карбонильная (СО) и имидная (NH) груп-пы. За ними следуют по мере возрастания устойчивости к АК метильная (СН3), фенильная (С6Н5) и фенантренильная (С14Н8) группы.

К полимерам не стойким к АК можно отнести полиимидные пленки (каптон), полиамидные (кевлар), полиэтилентерефталатные (майлар), полисульфоновые, полиуретановые краски, эпоксидные смолы и все композиционные материалы на основе эпоксидных смол и углерода [2].

Под действием АК у материалов указанных классов изменялись масса, морфология поверхности, теплооптические свойства, состав, прочностные характеристики.

В таблице 2 представлена экспериментальная реакционная эффективность некоторых космических материалов.

Таблица 2

Экспериментальная реакционная эффективность различных материалов

при воздействии АК на НОО

Материалы

Экспериментальная реакционная эффективность,

10-24 см3/атом

1. Серебро

10,5

2. Полиуретан

5,8

3. Полиэтилен

3,7

4. Майлар А (полиэтилентерефталат)

3,5

5. Тедлар (полимер винилфторида) - аналог фторопласта-1

3,2

6. Полиметилметакрилат

3,1

7. Каптон Н без покрытия (полиимид)

3,0

8. Полиэфир

2,9

9. Полисульфон

2,4

10. Эпоксид

2,0

11. Композит графит-эпоксидная смола

2,0

12. Диметилсилоксановый каучук RTV 615

0,06

13. Тефлон FEP (аналог фторопласта 4МБ)

0,03

14. Каптон, покрытый тефлоном FEP

0,03

15. Каптон, покрытый алюминием

0,01

16. Каптон, покрытый SiO2 (650Е)

< 0,0008

Как видно из таблицы, наибольшую эрозию из неорганических веществ претерпевает серебро, а из органических - полиэтилен и полиэтилентерефталат. Наибольшую стойкость имели силиконовый каучук и тефлон FEP (русский аналог фторопласт 4МБ).

Более стойкими к воздействию АК по сравнению с каптоном оказались фторсополимеры - тефлон FEP и РTFE, чья реакционная способность по отношению к АК была меньше от 20 до 100 раз. Однако, при длительных полетах (более 4 лет) у тефлона FEP выявились некоторые морфологические изменения поверхности.

Нестойким к воздействию АК из-за наличия водородных связей оказался фторсополимер Тедлар (винилфторид).

Самую большую стойкость к воздействию АК среди полимеров проявили силоксаны, у которых скорость эрозии была на один-два порядка ниже, чем у остальных полимеров [2, 8], поскольку многие силоксановые полимеры при воздействии АК и УФ образуют на поверхности покрытия, которые служат барьером, защищающим нижележащие слои от окисления.

Одним из негативных последствий воздействия АК на органические материалы является загрязнение поверхностей космических аппаратов (КА) продуктами, выделяющимися при их деградации. К последствиям этих загрязнений относятся ухудшение, главным образом, оптических и теплооптических свойств поверхностей КА.

Защита космических материалов от воздействия АК

В дальнейшем исследования велись в направлении защиты нестойких материалов от воздействия АК с целью не допустить их деградации и загрязнения поверхностей КА.

Применение и прочность покрытий изучались в течение многих лет [2-13]. В работе [9] представлены основные защитные покрытия и методы их нанесения на материалы не стойкие к АК (таблица 3). К ним относятся, прежде всего, тонкие пленки из неорганических материалов - металлов, неметаллов и их оксидов (Al, Si, Ge, Ni, Cr, Al2O3, SiO2, ITO), а также нитриды и оксинитриды (SiN, SiON).

полимер орбита околоземной кислород

Таблица 3

Основные технологические методы защиты полимеров и композиционных материалов от окружающей среды на низких околоземных орбитах

Технология или методы

Покрытия или материалы

Тонкопленочные покрытия, нанесенные методом вакуумного осаждения.

Физическое осаждение паров (PVD).

Испарение тепловым и электронным лучом.

Магнетронное распыление (MSD).

Распыление ионным лучом (или ионным лучом совместно со струйным) (IBSP).

Al, Si, Ge, Ni, Cr, SiOx (x=2),

Al2O3, SiO2, ITO, SiOx (x=2) + фторсополимер

Осаждение химических паров усиленной плазмой (PECVP).

SiOx, SiO2, SiN, SiON

Поверхностная модификация.

PhotosilTM

Implantox TM

Модернизированная ионная имплантация

Объемные материалы и толстопленочные защитные покрытия.

Специальные химические синтезы.

Осаждение плазменным распылением.

Силиконы, фосфины.

Системы красок: черные и белые органические и неорганические терморегулирующие краски - проводящие и непроводящие.

Алюминий, алюминий/иттрий/цирконий.

Механическая защита

в-ткани

алюминированные в-ткани

Упаковка трубками или покрытие (армирование) металлами.

Анодированные алюминиевые фольги на композиционных материалах

В настоящее время широко применяется метод обогащения поверхностных слоев материалов специально выбранными химическими элементами, способными создавать стабильные защитные оксиды или защитные поверхностные структуры на основе оксидов в окислительной среде с помощью двух различных технологий [9].

В первой из них, названной Photosil, главным процессом является поверхностное поглощение кремния с последующей окислительной стабилизацией.

Во второй (Implantox) используется ионная имплантация Si, Al, Si+Al, Si+Al+B, Y, Sm, Gd в поверхность подложки в специально выбранных условиях.

Вторая технология успешно применялась для защиты изоляционной пленки каптона в сотовых конструкциях СБ путем модификации поверхности методом ионной имплантации элементов Si+B, Si+Al+B.

Известен также метод механической защиты материалов и структур КА с помощью, например, анодированных алюминиевых фольг, стеклотканей и т.д.

Сравнительно недавно были синтезированы новые полимеры, которые устойчивы к воздействию АК [9]. Они имеют в своей структуре химические элементы (Si, P и др.), которые играют главную роль в создании на поверхности стабильных защитных структур в виде нелетучих оксидов или стеклоподобных веществ при нахождении полимеров в окислительной окружающей среде. Таким образом, улучшенная сопротивляемость к атомарному кислороду таких материалов основана на механизме поверхностной конверсии - образовании самозащитного поверхностного слоя в виде «корки» при взаимодействии с АК. Похожие процессы возникают, например, в полимерах с силиконовыми покрытиями типа CV 11440 или в каптоне, поверхностно модифицированном Al+Si или Al+Si+B посредством ионной имплантации, а также в полимерах «тритон» системы (TOR), например, в полиариленовом эфире бензидозол-оксид фосфина - РАЕВI-РАЕ (рис. 2).

Полимеры «тритон» системы представляют собой класс космических особо стойких полимеров со следующими свойствами в подклассах:

1) сопротивляемостью к АК и УФ-излучению; 2) минимальной деградацией бs/E (поглощение/излучение); 3) проводимостью для стойкости к электростатическим разрядам; 4) экранировкой электромагнитного поля.

Рис. 2. Один из полимеров «тритон» системы

(полиариленовый эфир бензидозол-оксид фосфина - РАЕВI-РАЕ).

К полимерам, стойким к АК, относятся также полимеры, полученные методом химической модификации путем внедрения в структуру полимерных цепей различных силоксаносодержащих фрагментов [9, 10]. Известно два типа таких полимеров:

1) сегментные силоксано-имидовые сополимеры - рис. 3 (а),

2) полимеры на основе эпоксисилановой синтезированной смолы - рис. 3 (б).

Синергическое воздействие УФ-излучения и АК на полимерные материалы

Важной спецификой взаимодействия АК с материалами космических объектов на освещенных участках орбиты является совместное воздействие на материалы кисло-родной плазмы и солнечного электромагнитного излучения с наиболее эффективным участком при л = 50 - 400 нм. Основной механизм взаимодействия УФ-излучения с полимерами состоит в следующем. Энергии связи большинства органических соеди-нений равны примерно 2 - 4 эВ, поэтому фотон УФ-излучения, полностью поглощен-ный молекулой полимера в единичном акте, может вырвать электроны, осущест-вляющие химическую связь, и перевести их на более высокие орбиты. Молекула окажется в возбуждённом состоянии, из которого она может либо диссоциировать, либо вернуться в основное состояние. Если произойдет диссоциация и последующие химические реакции, энергия излучения будет частично затрачена на химические изменения.

Остальная, обычно бульшая часть, превратится в тепло. Небольшая часть энергии может быть в некоторых случаях излучена путём флуоресценции.

Воздействие на полимеры только АК сводится к химическим реакциям окисления и механическому воздействию на поверхность.

Результаты же синергического воздействия УФ и АК на полимеры могут быть различными в зависимости от природы полимера, его физико-механического состояния, окружающего пространства и т.д.

Так было замечено, что бульшая деградация материалов при синергическом воздействии УФ и АК происходит при наземной имитации по сравнению с космосом, причём скорость реакций в космосе значительно ниже, чем на Земле [4 - 6, 13 - 16]. Расхождения возникают по нескольким причинам - из-за различия доз и углов падения АК, интенсивностей и спектрального распределения солнечного излучения, наличия загрязнений на поверхности космических объектов.

Скорости химических реакций с основным материалом в космосе уменьшаются, т.к. АК вначале реагирует с загрязнениями, а затем уже с основным материалом.

При этом загрязнения, как правило, разлагаются до газообразных продуктов, которые механически сдуваются с поверхности материалов потоком АК, очищая поверхность.

Особенностью синергического воздействия АК и УФ на полимеры является зависимость механизмов взаимодействия от физико-механического состояния полимеров.

Так, ненапряженные плёнки фторсополимеров типа Ф-400 и Ф-4 (защитные плёнки и оплётки проводов) оказались стойкими в течение 4-х летней экспозиции на НОО. Плёнки Ф-400, присоединенные методом термокомпрессии к солнечным элементам (СЭ), полностью деградировали за то же самое время в условиях НОО: пожелтели, утратили оптическую прозрачность, растрескались, а в некоторых местах полностью разрушились [8].

В тех же условиях НОО незащищённый каучук СКТНФ в напряжённом состоянии превратился в диоксид кремния, а ненапряжённый каучук сохранил свою основную структуру, несмотря на изменения в органическом обрамлении [8].

Примером синергического взаимодействия АК и УФ на каптон и FEP тефлон является исследование старения наружных материалов платформы радиаторов спутника Spot, проработавшего на орбите 820 км 11 лет в условиях солнечной активности [4]. Воздействие УФ-излучения приводило к хрупкости верхних слоев полимеров, а воздействие АК - к продолжительному травлению верхнего уже хрупкого слоя (несколько мкм в год в период солнечной активности). Таким образом, АК помогал сохранить и даже реставрировать недеградированную часть материала, находящегося в верхних слоях.

Замедление деградации полисилоксанов при синергии АК и УФ по сравнению с действием этих факторов по отдельности изучалось в наземных условиях на примере полиметисилоксанов и полисилоксанов с фенильными и фенантренильными группами [12 - 13].

Уже ранние исследования по воздействию УФ и кислорода воздуха на полиорганосилоксаны показали, что кислород воздуха производит осветление полифенилсилоксанов, потемневших в результате воздействия УФ [12].

В дальнейшем было установлено, что АК ослабляет воздействие УФ на полисилоксаны с фенильными и фенантренильными группами. Исследование потерь массы этих полимеров после воздействия только АК было в среднем на 7 % больше, чем при синергии УФ + АК, что объяснялось тушением долгоживущих возбуждённых состояний, вызванных УФ [13].

В полиметилсилоксанах не происходит заметного изменения в УФ спектре, поскольку в них отсутствуют хромофорные группы, ответственные за поглощение света в области 200 - 400 нм, поэтому эффекта ослабления воздействия УФ атомарным кислородом в этом случае не наблюдается.

В то же время полисилоксаны с фенильными и фенантренильными группами по сравнению с метилсилоксанами более стойки к АК из-за стабилизирующего действия ароматического обрамления [8].

Механизм этой стабилизации, называемый «эффектом губки», состоит в следующем. Ароматическое кольцо способно поглощать не только ту энергию, которую оно получает непосредственно, но также бульшую часть энергии, получаемой соседними группами, а затем превращать всю энергию в тепло, не вызывая разрыва соседних связей, так как эта энергия может быстро распространяться по резонирую-щему бензольному кольцу, не задерживаясь ни в одной связи настолько, чтобы успеть её порвать.

Исследование воздействия АК на кремниевые СЭ, фрагменты и подложки СБ.

При определении стойкости СБ к АК необходимо рассмотреть защиту от АК фотогенераторной части СБ, а также стойкость наружных материалов подложки СБ к АК.

С целью исследования воздействия АК на образцы СЭ и фрагменты отечественных СБ были проведены ускоренные наземные испытания в имитаторе низкотемпературной кислородной плазмы [11].

Для её получения использовали индукционный ВЧ-разряд при низком давлении. Интегральный поток ионов кислорода FjИМ с энергией 5 эВ, полученный в имитаторе, составлял 1019 ионов·см-2, что равнялось соответствующему потоку АК в космосе на высоте 200-300 км.

Время ускоренных испытаний (t) определялось из выражения

t = FjИМ / NjИМ,

где NjИМ - плотность потока имитируемых ионов кислорода.

В условиях эксперимента в данном имитаторе

NjИМ = 1015 см-2 · с-1, отсюда

t = (1019 см-2)/( 1015 см-2 · с-1) = 104 с = 2,8 ч,

т.е. годовая доза облучения образцов в натурных условиях набиралась имитаторе за 2,8 часа.

Исследовались образцы кремниевых СЭ и фрагменты СБ на их основе.

Образцы СЭ размером 5 Ч 5 см с лицевой и тыльной сторон были защищены стеклянными пластинами толщиной 0,2 мм, изготовленными из стекла марки К-208. С двух сторон каждого СЭ были выведены медные шинки толщиной 50 мкм, покрытые серебром толщиной 6 мкм. Серебряное покрытие на шинках не было защищено.

Фрагмент СБ имел размер 100 Ч 76 мм и состоял из СЭ размером 2,5 Ч 5,0 см. СЭ вместе с шинками фрагмента были защищены с двух сторон стеклянными пластинами толщиной 0,22 мм.

До и после воздействия АК измерялись вольтамперные характеристики (ВАХ) образцов, вычислялись КПД и коэффициент заполнения ВАХ.

Образцы СЭ облучались по режиму ускоренных испытаний годовой и полуторогодовой дозой облучения, а фрагмент СБ - дозой, равной 3 и 6 годам пребывания на НОО.

Образцы СЭ после воздействия АК практически не изменили своих параметров.

Однако, слой незащищенного серебра, покрывающий шинки, подвергся окислению. При наблюдении в интерференционном микроскопе на поверхности шинок наблюдались продукты окисления серебра черного и светло-коричневого цвета, которые являются оксидами серебра (AgO и Ag2О).

Точно такая же картина была выявлена на образцах шин с незащищенным серебряным покрытием после 4-х летнего пребывания на ОС «Мир» [8], что свидетельствует о более низких скоростях окисления серебра в космосе (почти в 3 раза).

Таким образом, необходимо защищать шинки из серебра и все детали СБ, покрытые серебром.

Параметры фрагмента СБ после трехгодичной дозы облучения практически остались без изменения, а ток короткого замыкания Iк.з. даже увеличился на 6 % , что можно объяснить эффектом «очищения» поверхности образцов, который состоит в разложении загрязнений, находящихся на СП, под воздействием АК на газообразные продукты, покидающие поверхность, и, следовательно, в очистке оптической системы СБ [8, 10].

Другим интересным явлением, которое наблюдалось в данном эксперименте, было интенсивное свечение (люминесценция) около проводов, элементов крепления к подложке и торцов фрагмента, т.е. около всех полимеров, применяемых в конструкции: клея ЛКС 171 для приклеивания элементов крепления, оплетки, проводов и каучука СКТНФ с лаком 139-240 для приклеивания стеклянных пластин к СЭ. Наблюдаемое явление можно объяснить бомбардировкой плазмой кислорода полимеров, в результате которой происходит возбуждение их молекул и затем переход из возбужденного состояния в нормальное.

В нашем случае наиболее стойкими к АК оказались стекла, силоксановые лак 139-240 и каучук СКТНФ, находящийся на торцах СЭ, оплётка проводов из фторопласта-4.

Таким образом, защищенная стеклянными пластинами фотогенераторная часть СБ оказалась устойчивой к воздействию АК.

Данные результатов наземных испытаний подтвердились лётными испытаниями материалов и фрагментов СБ на ОС «Мир» в течение 4-х лет, а также исследованиями СБ, возвращенной с ОС «Мир» после 10,5 лет работы [7, 8].

Большое значение для защиты СБ от АК имеет выбор наружных материалов подложки.

До обнаружения АК на НОО наблюдались случаи закорачивания токоведущих частей СБ на сотовой подложке из-за стравливания электроизоляционного слоя каптона. Этого вида деградации удалось избежать только после открытия АК в результате полётов Шаттла и изучения деградации каптоновой плёнки под воздействием АК. В результате были разработаны различные методы защиты каптона от АК, которые были описаны выше (таблица 3).

Более надежной по отношению к АК является сетчатая подложка, основу которой составляют стеклонити, стойкие к АК [14]. Однако, полимерное покрытие стеклонитей является менее надежным элементом при работе СБ на НОО. В результате проведенных исследований было выбрано покрытие на основе силоксановых соединений (лак 136-320), который удовлетворяет требованиям по воздействию АК. Был получен патент на изготовление сетчатой подложки, стойкой к АК и другим ФКП [15].

К сожалению, невозможно выделить количественный вклад в оптическую деградацию СБ в результате воздействия АК, т.к. общая оптическая деградация определяется совокупностью многих сложных факторов.

В работе [16] было показано, что оптическая деградация вносила основной вклад в общую деградацию по мощности кремниевой СБ на НОО. Поэтому очень важно при конструировании СБ учитывать особенности взаимодействия АК с материалами СБ и проводить соответствующие мероприятия.

Уже на стадии проектирования СБ должны быть выбраны наружные материалы, стойкие к АК, с учетом синергического воздействия на них АК и УФ-излучения. Все нестойкие материалы необходимо защищать методами, описанными выше.

Выводы

§ Наибольшую реакционную эффективность при воздействии АК проявляют полимерные материалы, особенно в виде тонких пленок и покрытий (полиуретан, майлар А, тедлар, полиметилметакрилат, каптон Н, композиционные материалы с углеродом и эпоксидом).

§ Нестойкие к АК наружные материалы СБ должны быть защищены подходящими методами.

§ Фотогенераторная часть СБ надежно защищена от АК стеклянными пластинами, которые обладают высокой стойкостью к АК.

§ Сетчатая подложка кремниевых СБ с силоксановым покрытием выдерживает воздействие АК.

Литература

1. Letin V.A., Gatsenko L.S. etc. Investigation of Solar Array Optical Degradation in LEO. Proc. Seventh European Space Power Conference, Stresa, Italy, 9-13 May 2005 (ESASP-589, May 2005).

2. Paillous A. Exposition des Satellites en Orbite Basse a L'oxygene Atomique. Technoloqie de l'environement spatial, Toulouse, France, 1987, pp. 353-375.

3. Roble R.G. Chemistry in the Thermoshere and Ionosphere Chem. And Eng. Chem. News, 1986, 64, N 24, pp. 23-38.

4. Alet I. Eleven Years of Aging of SSMteflon on the Sunsynchronous Orbit - Spot. Proc. 7th International Symposium on Materials in Space Environment, Toulouse, France, 16-20 June, 1997, (SP-399 August 1997).

5. Banks B., Rutledge Sh., Sechkar E. ets. Issues and Effects of Atomic Oxygen Interactions with Silicone Contamination on Spacecraft in Low Earth Orbit. 8th International Symposium (IS) on Materials in Space Environment, Arcachon, France, 5-9 June, 2000.

6. Dooren J., Rooij T. ets. Materials and Processes Engineering for the XMM-Newton X-ray Space Telescope. IS on Materials in a Space Environment, Arcachon, France, 5-9 June, 2000.

7. Черток В.Е., Надоров В.П., Летин В.А., Каган М.Б. Послеполётные исследования возвращенных на Землю фрагментов солнечной батареи 17КС 5810-0. ТО РКК «Энергия», ГНПП «Квант», Королёв, Московская область, 1999.

8. Летин В.А., Гаценко Л.С., Байбакова Н.Н. Исследование экспериментальных структур и материалов солнечных батарей после длительного экспонирования на орбитальной станции «Мир». Автономная энергетика, № 17-18, 2004, с. 3-22.

9. Kleiman J. and Iskanderova Z. Technological Aspects of Protection of polymers and Carbon-based materials in Space. IS on Materials in a Space Environment, Arcachon, France, 5-9 June, 2000, pp. 18-29.

10. Вернигоров К.Б., Чугунова А.А., Алентьев А.Ю., Каригодский А.Р., Новиков Л.С., Черник В.Н. Исследование устойчивости гибридных композиций эпоксидное связующее - силоксан к воздействию атомарного кислорода при лабораторной имитации полета в ионосфере. Труды 2-й Всероссийской школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых по тематическому направлению деятельности национальной нанотехнологической сети «Функциональные наноматериалы для космической техники»: сб. научн. тр./МИЭМ, Москва, 2011, с. 88-91.

11. Атабаев Б.Г., Летин В.А., Лифанова Л.Ф. и др. Влияние плазмы атомарного кислорода на поверхность и фотоэлектрические свойства солнечных элементов. Гелиотехника, № 4, 2001, с. 7-12.

12. Панкратова Л.Н., Железникова М.В., Горячев А.Н. Изучение действия излучений на некоторые полиорганосилоксаны. Журнал физической химии, т. LV, № 7, 1981, с. 1751-1753.

13. Гутова С.К. Об имитационном воздействии ионосферной плазмы на диэлектрические покрытия космических аппаратов. В сб. Физика структуры и свойства твердых тел, Куйбышев, КГУ, 1984, 120 с.

14. Letin V.A., Chehovich V.N., Gatsenko L.S. et all. Solar Arrays Based on the Network Substrate. Proc. 6th European Space Power Conference, Porto, Portugal, 6-10 May 2002 (ESASP-502, May 2002), pp. 623-628.

15. Летин В.А., Байбакова Н.Н., Эвенов Г.Д., Гаценко Л.С. Патент РФ № 2068212 от 06.08.93 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Общая характеристика и направления деятельности организации. Общие сведения об энергоснабжении космических аппаратов, особенности использования солнечных батарей. Химические источники тока. Выбор параметров солнечных батарей и буферных накопителей.

    отчет по практике [195,1 K], добавлен 16.04.2016

  • Влияние солнечной активности на погоду и климат. Параметры Солнечной активности. Причины циклической деятельности Солнца. Обзор существенных трудностей, возникающих при попытках интерпретировать воздействие солнечной активности на события в тропосфере.

    реферат [19,8 K], добавлен 14.06.2010

  • Описание явлений туманности и солнечной активности. Изучение галактических, солнечных и космических лучей, способы их регистрации. Свойства межзвездного магнитного поля. Особенности пространственного распределения галактик. Идеи о расширении Вселенной.

    краткое изложение [215,3 K], добавлен 06.01.2012

  • Космические аппараты исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды серии Ресурс-Ф. Основные технические характеристики КА Ресурс-Ф1 и фотоаппаратуры. Космические аппараты космической медицины и биологии КА Бион, материаловедения Фотон.

    реферат [6,0 M], добавлен 06.08.2010

  • Исключительное научное значение наблюдения затмившегося Солнца. Проблемы изучения солнечных затмений делятся на четыре группы. Работы по изучению внешних оболочек Солнца. Определение плотности солнечной короны способом фотометрических наблюдениях.

    реферат [33,7 K], добавлен 23.06.2010

  • Проект "Вега" (Венера - комета Галлея) был одним из самых сложных в истории исследований Солнечной системы при помощи космических аппаратов. Он состоял из изучения атмосферы и поверхности Венеры при помощи посадочных аппаратов и аэростатных зондов.

    доклад [9,6 K], добавлен 24.01.2004

  • Проектирование систем десантирования и дрейфа для изучения планет Солнечной системы с помощью автоматических космических аппаратов. Формирование возможных вариантов морфологических матриц данных систем. Конструкция пульсирующего детонационного двигателя.

    реферат [22,2 K], добавлен 22.10.2015

  • Общая характеристика и особенности структуры Солнца, его значение в солнечной системе. Атмосфера Солнца, причины появления и характер пятен на его поверхности. Условия возникновения солнечных затмений. Циклы солнечной активности и их влияние на Землю.

    презентация [676,9 K], добавлен 29.06.2010

  • Понятие солнечной активности и причины ее нестабильности. Количественное измерение солнечной активности, классификация групп пятен. Астрометрическое наблюдение Солнца относительно Земли. Межпланетная секторная структура, особенности магнитного поля Земли.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.11.2010

  • Фотографии Марса в небе Земли. Снимок, полученный орбитальным телескопом имени Хаббла, и старинные зарисовки. Схема орбиты и противостояний данной планеты. Особенности природы и спутники Марса. Исследования планеты при помощи космических аппаратов.

    презентация [2,0 M], добавлен 16.05.2011

  • Изучение строения и характеристика параметров Солнца как единственной звезды солнечной системы, представляющей собой горячий газовый шар. Анализ активных образований в солнечной атмосфере. Солнечный цикл, число Вольфа и изучение солнечной активности.

    курсовая работа [7,4 M], добавлен 16.07.2013

  • Астрономические наблюдения как основной способ исследования небесных объектов и явлений. Изучение особенностей наблюдения солнечной активности, Юпитера и его спутников, комет, метеоров, солнечных и лунных затмений, а также искусственных спутников Земли.

    реферат [31,9 K], добавлен 17.04.2012

  • Исследование истории названия и общая характеристика Меркурия как самой близкой к Солнцу планеты Солнечной системы. Внутренний характер орбиты планеты Меркурий. История исследования, фотоснимки поверхности и основные физические характеристики планеты.

    презентация [2,8 M], добавлен 17.01.2012

  • Стадии формирования Солнечной системы. Состав среды протопланетного диска Солнца, исследование его эволюции с помощью численной двумерной газодинамической модели, которая соответствует осесимметричному движению газовой среды в гравитационном поле.

    курсовая работа [362,3 K], добавлен 29.05.2012

  • Понятие и классификация малых тел Солнечной системы. Астероиды и расположение их скоплений вокруг Солнца. Состав и строение комет, периоды их видимости на небосводе. Метеоры и их потоки. Сущность метеоритов и примеры космических тел, упавших на Землю.

    презентация [2,6 M], добавлен 08.12.2014

  • Описание, конструкция и траектория полетов основных видов космических аппаратов, а также анализ проблем их энергопитания бортовой аппаратуры. Особенности разработки и создания автоматизированных систем управления эксплуатацией летательных комплексов.

    контрольная работа [24,2 K], добавлен 15.10.2010

  • Общие сведения о Солнце - единственной звезде Солнечной системы. Жизненный цикл и внутренне строение: ядро, зона лучистого переноса и конвективная зона. Происхождение и виды солнечных магнитных полей. Проблема солнечных нейтрино и нагрева короны.

    реферат [196,0 K], добавлен 06.01.2015

  • Цель наблюдений выдающегося астронома Н. Коперника: усовершенствование модели Птолемея. Расчет пропорций Солнечной системы с помощью радиуса земной орбиты как астрономической единицы. Обоснование гелиоцентрической модели строения Солнечной системы.

    реферат [10,6 K], добавлен 18.01.2010

  • Определение и типы астероидов, история их открытия. Главный пояс астероидов. Свойства и орбиты комет, исследование их структуры. Взаимодействие с солнечным ветром. Группы метеоров и метеоритов, их падение, звездные дожди. Гипотезы Тунгусской катастрофы.

    реферат [49,5 K], добавлен 11.11.2010

  • Изучение физических характеристик и движение астероидов. Происхождение и виды метеоритов. Исследование природы, орбиты, массы и основных частей кометы. Изучение метеора как явления, возникающего при сгорании в атмосфере Земли мелких метеорных тел.

    презентация [3,4 M], добавлен 20.10.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.