Космические аппараты подвергаются воздействию разных факторов за пределами атмосферы Земли: вакуум, ионизирующее излучение, космический мусор, микрометеориты, перепады температур и т.д. Одним из самых опасных факторов, который возникает из-за солнечного ветра, космических лучей и многого, является тонизирующее излучение (радиация). По статистике, половина космических аппаратов выходит из строя именно из-за электростатических разрядов, вызванных ионизирующим излучением.
В деталях космического аппарата часто используют полимерные материалы. Они гораздо легче металлов и хорошо подходят для изоляции кабелей, экранно-вакуумной теплоизоляции и для конструктивных элементов. Вероятность возникновения электростатических разрядов на полимерных деталях зависит от электропроводности полимера: чем она выше, тем меньше вероятность возникновения поломки, благодаря тому что заряды успевают «растечься» по материалу и не концентрируются в одном месте.
В процессе запуска в космос температура поверхности спутников изменяется в диапазоне от —150 °C до +150 °C. Поведение материалов при высокой температуре уже хорошо изучено, а исследований полимерных материалов при низкой температуре еще мало. Однако именно при низких температурах выше вероятность возникновения разрядов и поломки космических аппаратов. Российские исследователи впервые облучили полимеры лавсан (синтетическая полиэфирная ткань из полиэтилентерефталата, ПЭТФ) и каптон (диэлектрическая плёнка из полиимида DuPont) в интервале от нескольких микросекунд до нескольких часов при температуре —170 °С и +20 °С, а также сравнили их электропроводность при таких условиях. Оказалось, что при температуре —170 °С каптон проводит электричество в 10 раз хуже, чем при +20 °С.
Полученные данные помогут инженерам-конструкторам лучше защитить космические аппараты от статических разрядов, вызванных ионизирующим излучением. В дальнейшем планируется изучить и другие материалы, которые используются в экстремальных условиях. В первую очередь это будут материалы, использующиеся на атомных электростанциях. Исследование опубликовано в Journal of Applied Physics.
Источник: plastinfo.ru
