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数量:11 (2)DOI: 10.37532 / 2319 - 9822.2022.11 .198 (2)

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验证和发展模拟紫外线照射在空间与一个原位摩擦实验装置

*通信:

迈克尔Walimbe主编,《太空探索,联合王国;电子邮件:m.walimbe21@gmail.com

文摘

介绍

在轨道上,太空设备暴露于严重的太阳辐射。电磁波射线的波长从1014米到104米的无线电波的太阳辐射光谱。太阳辐射能源是巨大的,太阳常数可以用来量化。它被定义为总辐射能源单位面积上的外缘大气垂直于太阳光线在太阳与地球之间的平均距离在单位时间内,这是大约1353 21 W / m2。紫外线的波长100400 nm产生约117.7 W / m2能源在太阳辐射光谱,会计仅占总太阳辐射能量的8.7%,但它有一个显著影响材料的特点,特别是高分子材料。紫外线辐射可能进一步分为真空紫外辐射的波长小于200纳米,媒介紫外线辐射的波长200 - 320纳米,和近紫外辐射的波长320 - 400纳米,基于不同波长的光子的性质。最后,紫外线辐照原位摩擦实验设备的验证测试详细。原位紫外辐照装置被发现来实现预期的辐照效应,辐射会导致表面结构和性能发生变化的聚四氟乙烯材料,同时实现现场空间摩擦特性测试的需要的材料,为未来的测试提供有利条件。

大气成分、气体压力、温度、湿度,紫外线辐射水平在地球上的火星表面有明显不同。环境条件直接连接到矿物阶段和各种火星矿物的光谱性质。一些水合矿物,例如,获得或失去结构水,水的拉曼峰移动或变形响应低温度。环境因素,另一方面,对某些测量过程有很大的影响。激光诱导的光谱特征光谱学(LIBS)是高度依赖于气体物种和气体压力的目标。因此,环境仿真是必不可少的火星矿物识别和分析;也是唯一可行的手段模拟火星环境在实验室和分析真正的火星数据。因此,ChemCam SuperCam团队校准和调整了LIBS预测模型使用模拟火星之前和在整个任务条件。的确,行星仿真室看到显著进步方法论的模型和工具设计由于其不可或缺的角色,允许各种各样的模拟实验中火星,月球和太阳系小行星、彗星、小机构的矿物分析、天体生物学、仪器校准/材料测试,行星探索研究,等等。

根据上面的设计指标,发展空间紫外辐照装置不仅要尽可能覆盖整个紫外光谱范围也认识到太阳辐射强度远远大于在同一波长范围,进行加速试验。使用双光源,提出了复制真空紫外辐射、紫外线辐射附近分别和中型紫外线辐射。氘灯立即挂在附近的真空室和样品表以来模拟短波的真空紫外线不能穿透石英窗口,很快就被空气吸收。模拟紫外线辐射设备附近,一个特殊的光源与光路转换机制。紫外辐照对材料特性产生重大影响。太阳紫外线照射在空间将产生重大影响固体润滑油的摩擦学性能,如高分子自润滑涂料、二硫化钼涂料、类金刚石薄膜和,特别是一些高分子材料。然而,这些高分子材料具有良好的力学性能,高耐磨性,优良的自润滑性能,化学稳定性,以及许多其他的优点,广泛应用于航空航天领域,所以研究人员感兴趣。首先是地面模拟测试,目前的最好方法研究空间环境因素对材料的影响,通常设计为一种加速试验,模拟环境在地面上一个星期,这不是一个常规测试。第二个是地面模拟测试,目前的最好方法研究空间环境因素对材料的影响,通常是作为一种加速试验设计,地面模拟环境与成千成百上千的周车辆暴露在轨道上,确保航天器的寿命更长。NASA马歇尔太空飞行中心的完成了设计和投入使用CEETC2和CEETC3系统在1990年和1996年,分别进行了地面模拟测试紫外线辐射的空间。 Sugimura investigated the effects of vacuum UV irradiation on the performance of organic silane self-assembled monolayers. Tokoroyaman was used to test the UV radiation resistance of different carbon films. The wavelength of the vacuum ultraviolet beam utilized was 172 nm, and the irradiation intensity was 100 W/m2, which was roughly 1 times the solar constant. UV rays of 254, 312, and 365 nm can be emitted by the apparatus. Because being able to generate only one wavelength of ultraviolet radiation is insufficient for simulating the environment in space, Zhang built a set of space UV simulation equipment in 1995. A novel form of simulated space UV irradiation apparatus was constructed in this study by several efforts, including light source selection and optical route design, to produce ultraviolet rays that match the ultraviolet spectrum of solar light. At the same time, the device may be utilized with the current MSTS-1 vacuum friction and wear tester, which meets the requirements for space UV irradiation simulation and in-situ tribological performance testing. Polytetrafluoroethylene (PTFE) material is used to test and verify the device's operation.

小说形式的模拟空间建立了紫外辐照装置在这项研究由几个努力,包括光源光路选择和设计、生产紫外线相匹配的太阳能灯的紫外光谱。设备也可以使用与当前MSTS-1真空摩擦磨损试验机、符合的标准空间紫外辐照模拟和现场摩擦学性能测试。聚四氟乙烯(PTFE)材料是用于测试和检验设备的操作。聚四氟乙烯及其复合材料固体润滑材料吗低摩擦系数和强烈的热稳定性,经常用于现代空间环境。光源、电源和控制器是近紫外辐照装置的关键部件。高功率稳定的电流源,定时报警,可编程电子快门,高压汞氙灯触发电路,和安全电路都是电源和控制电路的一部分。一个光源,主要机制、集中器、紫外透射滤光片,集成透镜组和准直光源设备的建设。在不久的紫外线照射光源设备光路的概念是在椭球反射镜的第一焦点,和来自光源的光收敛第二次集中在集成光学镜组。积分镜组添加光行从他们几个空间区域和项目到准直器。