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航天器表面诱导环境和监测

秦国泰  曾宏  唐萍  李永平  陈华姣  
【摘要】:航天器被发射入轨后,进入了真空状态的空间环境中,其表面和内部材料的吸附气体分子和颗粒会解吸逸出;同时航天器在轨运行时,会有调轨调姿动作,当这些推力器点火工作时会排放出气体和颗粒;再加上空间环境诸多因素,如:太阳紫外辐射,原子氧,高能粒子和空间碎片等与航天器表面相互作用,产生光化学反应、剥蚀、溅射所产生的气体分子和颗粒。当上述各项因素综合的出气速率大于逃逸速率时,在航天器表面附近会形成气体和颗粒云团,并被称之为航天器表面诱导环境。由它的起因可知,这种诱导环境随航天器运行高度有所变化,但会始终存在,因此不同轨道高度航天器均会出现和存在这种诱导环境。诱导环境中一些有害气氛通过输运和扩散到航天器敏感表面,并被吸附和粘着形成随时间增长的累积污染层,使航天器上相关的技术分系统性能衰减,效率下降,严重者甚至失灵。美国NASA对上世纪七十年代至八十年代航天器故障统计分析发现至少有24颗卫星的故障与这种诱导环境有关。开展航天器表面诱导环境的就位监测,不仅能获得不同航天器的表面诱导环境的特性与时空变化,而且可着手开展航天器的表面污染诱导环境中出现有害气氛警报。

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