【科技】俄科學(xué)家開(kāi)發(fā)出低價(jià)高效的新型航天器防輻射涂層材料
7月18日,據(jù)俄羅斯航天國(guó)家公司網(wǎng)站報(bào)道稱,俄羅斯航天系統(tǒng)公司(RKS)在MAKS-2017航展上展出了其開(kāi)發(fā)的一種創(chuàng)新型電子設(shè)備輻射防護(hù)涂層材料,其技術(shù)特性和經(jīng)濟(jì)性均超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品。新型輻射防護(hù)涂層的使用將延長(zhǎng)衛(wèi)星工作壽命,減少宇航儀表的尺寸和重量,并對(duì)小衛(wèi)星的發(fā)展提供新的動(dòng)力。除航天工業(yè)外,新型涂層還可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和核能等領(lǐng)域。
宇宙輻射是影響航天器工作壽命的關(guān)鍵不良因素之一,為保護(hù)航天器最敏感的組件,通常使用鋁制外殼,從而大大增加了航天器的尺寸和重量。RKS公司開(kāi)發(fā)的這種特殊的電子設(shè)備輻射防護(hù)涂層將解決這個(gè)問(wèn)題。
公司研發(fā)工程師費(fèi)多爾·維爾科夫稱:“我們的方案可以給研發(fā)者更多的自由,讓他們能夠研制重量與防護(hù)性能更加平衡的儀器設(shè)備。與防護(hù)外殼不同,防護(hù)涂層更多的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的作用,只保護(hù)最脆弱的元件,而不是保護(hù)整個(gè)設(shè)備。目前已進(jìn)行的各項(xiàng)測(cè)試和試驗(yàn)證明,我們開(kāi)發(fā)出的這種保護(hù)結(jié)構(gòu)的有效性至少是相同厚度鋁層的2-2.5倍。”
新型輻射防護(hù)涂層是由不同有效原子序數(shù)的交替層構(gòu)成的多層狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅能使碰撞的帶電粒子制動(dòng),還能有效吸收其散射中形成的韌致輻射。
RKS公司研發(fā)的輻射防護(hù)涂層與目前世界最先進(jìn)的同類產(chǎn)品相比,最重要的區(qū)別在于其使用的簡(jiǎn)單性。操作過(guò)程中不需要專門的“潔凈”環(huán)境和精良設(shè)備,而且價(jià)格比法國(guó)、美國(guó)的同類產(chǎn)品低很多倍。
其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在低地球軌道使用,這未來(lái)對(duì)小衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星和國(guó)際空間站尤為重要。在低地球軌道存在原子氧,可導(dǎo)致材料表面層的侵蝕。RKS公司開(kāi)發(fā)的涂層中使用了無(wú)機(jī)基質(zhì)——對(duì)原子氧穩(wěn)定的無(wú)機(jī)材料的粘結(jié)層。
防護(hù)涂層的應(yīng)用將擴(kuò)大小型航天器部件的基體選擇范圍。甚至在使用常規(guī)工業(yè)芯片(有時(shí)成本低于特殊宇航元件很多倍)時(shí)也能提高耐輻射性。
目前,RKS公司專家正在與專家與國(guó)立核能大學(xué)-莫斯科工程物理學(xué)院(MEPhI)專家一起,對(duì)新型輻射防護(hù)涂層開(kāi)展系列測(cè)試。在測(cè)試期間,涂層作為鋁制外殼的額外保護(hù),使粒子流衰減指數(shù)提高了3-6倍。
測(cè)試完成后,新型輻射防護(hù)涂層將在RKS公司生產(chǎn)的星上設(shè)備使用,考慮到其較高的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)特點(diǎn),也可在地面使用,用于醫(yī)療設(shè)備或核反應(yīng)堆設(shè)備部件的保護(hù)。
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