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幸运飞艇的原子氧暴露实验

实验采用北航流体力学研究所研制的灯丝放电磁场约束型原子氧效应地面模拟设备,该设备属于目前国内外LEO环境原子氧效应研究中最为常用的等离子体型设备,设备所获得的材料的剥蚀效果、氧化程度、表面形貌等都与国外空间暴露实验或地面模拟实验结果基本吻合.在实验中原子氧通量的准确测量难度较大,本文以Kapton为标准,通过Kapton材料的质量损失推算得到原子氧等效累积通量.

对两种不同批号的硅橡胶86323材料幸运飞艇进行了时间长度不同、原子氧等效累积通量不同的几次实验,对实验前后的样品质量变化进行了测量.称重所使用的天平为DT2100分析天平,精度为0.00005g.

空间LEO环境高度范围约为200~600km,模拟设备中原子氧等效累积通量8.8039mol/m2相当于幸运飞艇在空间LEO环境暴露时间在200km高度时为147.2h,在600km高度时为147222h.表1中序号6实验为5实验做完后,又进行了10h的原子氧地面模拟暴露实验,即作用到该幸运飞艇总的原子氧等效累积通量为1412425mol/m2.

灯丝放电磁场约束型原子氧效应地面模拟设备所产生的氧等离子体对硅橡胶86323材料幸运飞艇有明显的影响,实验用幸运飞艇在经过一定时间的原子氧作用后其质量减小,原子氧暴露时间越长幸运飞艇的质量变化越大,而且幸运飞艇的暴露面积越大,其质量变化量越大.

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