【doc】光学太阳反射器的性能评价试验规范

光学太阳反射器的性能评价试验规范一,钾中国空间科学技术1995年6月CHINESESPACESCIENCEANDTECHNOLOGY第3期光学太阳反射器的性能评价试验规范一墨邱家稳兰州物理研究所兰州730OOO,J乇摘要航天器在地面待发射期间扣空问实际飞行过程中热控元件光学太阳反射器OSR要遇到各种地面和空问环境为了航天器的可靠扣长寿命必须对所制备的OSR潦屡进行各种地面扣空间环境试验井对其各项性能检验与考杖试文就这一系列试验的目的和规范进行了讨论主曩词航天器温控涂屡性能试验规范复麸伯良希J一一一在空间飞行期间,航天器处于压力很低的真空环境,所以航天器只能通过热辐射向空间散热在阳光直射下,它大量吸热温度迅速升高反之当它运行到地球的阴影区时便向温度接近于热力学温度零度的空间辐射温度迅速下降对于一般的结构部件以及航天器上的仪器设备在一个温度剧变的环境中是无法正常工作的,所以,必须对航天器采取热控措施来维持其温度在一个合适的范围内,否则必将导致飞行的失败一种称为光学太阳反射器简称OSR的热控元件已在大中功率的航天器上得到了广泛的应用OSR是一种优质的被动热控材料它由对可见光谱透明而且具有高发射率的第一表面20O/ZM厚的石英或掺钸玻璃和对可见光谱具有高反射率的第二表面金属膜所组成结构如图L所示应用时可用室温硫化硅橡胶将OSR直接粘贴在航天器的外表面OSR对航天器温度的控制是通过调节吸收太阳光的能量太阳吸收A图L光学导电OSRFB非导电OSRL1T0膜2_石英礁巍3龊借L4高温铼基合金率和向空间发散的热量发射率来实现的太阳光谱吸收率和发射率8I是OSR的两个重要参数对于一个在地球同步轨道上的等温物体如果只考虑太阳直接辐射而忽略地球反照,地球红外辐射以及内热的影响它们要比前者小得多当达到稳定状态时物体表面的温度与其吸收一发射比/的L/4次方成正比因此,OSR的/收稿日期199409241995年6月中国空问科学技术越低由它所控箭的航天器表面的温度便超低但是妥想将OSR成功地用于航天器上,必须进行地面和空间模拟环境试验以掌握存储阶段,装配阶段的工况以及空间环境对OSR性能的影响模拟试验规范应接近实际环境否则有可能导致航天器热控制的失败本文介绍了兰州物理研究所在多年OSR研制工作中镪定的性能评价试验规范1模拟常规环境试验规范1溶解试验将OSR样品故人沸腾的去离子水中煮沸5RAIN,内服观察试验前后样品的外J呃测试试验前后样品的和,要求和的变化接近于零,膜层无损伤和利落这项试验的目的是模拟OSR在地面存储期间可能遇到的恶劣工况2耐清洗试验室温下,依次将OSR样品分别故人分析纯的三氯乙烯丙酮和己醇中各浸泡10RAIN测试试验前后样品的和,并目测其外观的变化要求和的变化接近于零,膜层无损伤和剥落这项试验的目的是检验OSR在地面清洗时耐化学试剂作用的稳定性3擦拭试验用浸透异丙醇的镜头纸或脱脂棉球,以直线或圆周运动的方式在OSR样品的膜表面上摩擦至少卯个冲程测试试验前后样品的和,并目测其外观变化要求和的变化接近于零,膜层无损伤和晕I落这项试验的目的是模拟航天器总装待发射升空期间,OSR表面被污染后擦净的操作工况4湿度试验将OSR样品放人湿度为982/,RH温度为502的环境中保持24H然后测试试验前后样品的和并目测其外观变化要求和的变化接近于零膜层应无损伤和晕I落,边I膜层内的水渍允许的最大渗透耀度为O75RAM该项试验的目的是模拟航天器待发射期间可能遇蓟的低纬度地带高热和大相对湿度的工况5胶带剥离试验将OSR样品放在一个特制的压具上压紧然后将500G/20RAM的聚脂胶带纸粘贴在膜表面上并捧除气泡以9O的垂直力撕拉胶带,观测试验后样品的外J呃要求膜层无脱落或分层现象,轻微的缺陷如针孔和05MM以内的边缘剥落可以容许这项试验的目的就是检验OSR膜层的牢固度,因为在航天器总装中包古用各类胶带粘贴的环节2模拟空间环境试验规范下面所述的模拟条件相当于航天器在地球同步轨道卫星南北板位置处7年所受到的辐射总剂量关于模拟空间辐照环境的试验结果,我们已先后发表了两篇文章,进行70I中国空间科学技术1995年6耳了专门的介绍21真空一蕾外辐髓真空一紫外辐照是在专门的设备中进行的设备由350RAM500RAM的真空室,L600型的超高真空抽气机组,GXZ3型远紫外灯及测试仪器组成0SR样品置于真空室的石英玻璃窗口的郝位,紫外光通过该窗口照射至OSR片上辐照条件为真空度为LOS10A紫外波长范围为瑚40OHM紫外辐照度为6O63ROW/CM2辐照剂量为8000ESH等效太阳常数测试试验前后样品的和EN,计算出和的变化量和和越小越好,说明OSR的性能越稳定通常,EN的变化甚教,不超过001而的变化则较大因为在紫外辐照下OSR中产生色心,从而在可见光区产生低能光子的吸收要求O02且要求膜层外观完好,无剥落,龟裂,起泡变色等现象22电子辐臆试验电子辐照是在电子静电加速器上进行的将OSR样品置于辐照位置,涂层面向电子柬辐照条件为真空度为2LOAPA电子售量为360KEV积分流量为35710/CRA测试试验前后样品的和,计算出其变化量和EN一要求吖O02,O0I_且要求膜层外观完好,无剥落,龟裂,起泡,变色等现象23质子辐照试验使用两种不同能量的质子束先后对OSR样品进行辐照第一种能量的辐照是在质子申列静电加速器美国ION公司生产上进行的辐照条件为真壁度为5LO4PA质子能量为150KEV柬流密度为L/CM2积分通量为429X103个/CIN第二种售量的辐熙是在强流离子器实验台上进行的,辐熙条件为真空度为4X103PA质子能量为40KEV柬流密度为10,UA/CM积分通量为13010个/咖测试试验前后样品的口和要求TI002,001且涂层的外观完好,无剥落,龟裂,起泡,变色等现象24冷秣交变试验常压下,OSR样箍经受一196液氮温度蓟10O急剧冷热交变100个循环周期,在每个循环周期内,在两极端温度分另保持至少5RAIN