确定热控涂层空间辐射环境效应试验总注量的方法

摘要

本发明公开了一种确定热控涂层空间辐射环境效应试验总注量的方法，该方法根据热控涂层太阳吸收率在轨和地面试验退化等效的原则得到空间连续能谱辐射粒子的束流密度换算为某一能量下辐射粒子束流密度时的等效公式，同时开展两组带电粒子辐照试验，根据热控涂层性能退化数据与辐照时间的数据进行的曲线拟合可确定等效束流密度公式中的参数，进而确定地面模拟试验总注量。与现有技术相比，本发明的方法可以在地面模拟试验设备中采用单一能量电子或质子模拟轨道空间电子或质子对热控材料的损伤作用，实际可操作性强。

主权项

一种确定热控涂层空间辐射环境效应试验总注量的方法，包括如下步骤：1)选定地面模拟试验粒子的能量范围为10keV到MeV之间，记为E₀；2)根据热控涂层α_s在轨和地面试验中退化效应等效原则，存在以下关系式：式中：Δα_s为α_s的退化值，是热控涂层在轨工作一段时间后的α_s与初始α_s的差值；为空间连续谱辐射粒子束流密度等效为能量为E₀的粒子时的束流密度；为轨道中带电粒子的积分能谱，通过公开数据查到；式(1)中公式左侧为地面模拟试验中，采用能量E₀、束流密度的带电粒子进行试验，所得到的热控涂层的α_s退化值，公式右侧为空间连续能谱分布环境下热控涂层的α_s退化值；同时确定热控涂层α_s随辐照时间性能退化的经验公式：式中：a，β是与粒子能量无关的固定参数，b_(E)是与能量有关的参数，均可通过已有的试验数据确定。将公式(2)带入(1)中，可以得到：利用泰勒展开，并只取一阶项，b_(E)写成如下形式：b_(E)＝AE^γ   (4)式中：A、γ是与粒子能量无关的参数，均可通过已有试验数据确定，因此有：根据定义，试验总注量为辐射粒子束流密度与在轨时间的乘积，因此有：式中：Φ₀为地面模拟试验总注量；t为航天器在轨时间，由发射任务确定。3)开展两组带电粒子辐照试验，粒子能量分别为E₁、E₂，其他试验条件相同，将热控涂层性能退化数据与辐照时间的数据带入公式(2)中进行曲线拟合可获得如下公式：由(7)、(8)式可获得待定参数β，同时推导出参数γ：$\gamma =\left[\ln (b_{\left(E_1\right)}/b_{\left(E_2\right)})\right]/\left[\ln (E_1/E_2)\right]---\left(9\right)$将γ、β带入公式(6)，即可计算出Φ₀。