Прискорення ресурсних випробувань полімерів космічних апаратів на стійкість до тривалої дії атомарного кисню в іоносфері Землі

Шувалов, ВО, Кулагін, СМ, Лазученков, ДМ
Косм. наука технол. 2021, 27 ;(4):54-64
https://doi.org/10.15407/knit2021.04.054
Мова публікації: Українська
Анотація: 
Розроблено процедуру прискорених ресурсних випробувань полімерних конструкційних матеріалів космічних апаратів (КА) на стійкість їх до тривалої дії потоків атомарного кисню (АК) в іоносфері Землі на висотах від 200 до 700 км.. Процедура включає: опромінювання полімерів високоенергійними іонами атомарного кисню потоку розрідженої плазми і використання полііміду kapton-H в якості еталонного матеріалу. Умовою еквівалентності режимів взаємодії «АК – полімер» в іоносфері Землі і на спеціалізованому стенді є рівність втрати маси матеріалу, що тестується. Базою для обґрунтування процедури прискорених випробувань є результат: при опромінюванні полімеру kapton-H високоенергійними іонами атомарного кисню в діапазоні енергій від 30 до 800 еВ деградацію полііміда визначає процес хімічного травлення матеріалу. Для обґрунтування процедури прискорення ресурсних випробувань полімерних конструкційних матеріалів космічних апаратів на стійкість до тривалої дії потоків атомарного кисню отримано залежності втрати маси та об’ємного коефіцієнту втрати маси (реакційної спроможності) полііміда kapton-H та тефлону FEP-100A від флюенса і енергії іонів атомарного кисню.
     Показано, що при опромінюванні полііміда kapton-H іонами атомарного кисню з енергією від 30 до 80 еВ втрата маси матеріалу із-за хімічного травлення практично на порядок більше, ніж втрата маси, обумовлена кінетичним розпиленням. При опромінюванні полімеру kapton-H високоенергійними іонами атомарного кисню потоку розрідженої плазми коефіцієнт прискорення ресурсних випробувань та флюенс атомарного кисню практично на два порядки більше, ніж коефіцієнт прискорення при опромінюванні полімеру іонами атомарного кисню з енергією 5 еВ.
Ключові слова: іоносферна плазма, космічний апарат, полімерні конструкційні матеріали, потоки атомарного кисеню, прискорення випробувань