Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ғарыш кеңістігінде пайда болатын материалдардың коррозиясы Ғарыш кеңістігінде пайда болатын материалдардың коррозиясы. Негізгі коррозия себептері ретінде әрекет ететін ылғал мен оттегі орнына, сыртқы ғарышқа ұшыраған материалдар вакуумға, ультрафиолет және рентген сәулелерінің бомбалауына және жоғары энергиялы зарядталған бөлшектерге (негізінен күн желінен электрондар мен протондар) ұшырайды. Атмосфераның жоғарғы қабатында (90-800 км аралығында) атмосфералық атомдар, иондар және еркін радикалдар, әсіресе атомдық оттегі, маңызды рөл атқарады. Атомдық оттегі концентрациясы биіктікке және күн белсенділігіне байланысты, өйткені ультрафиолет сәулеленуінің жарылыстары молекулалық оттегі фотодисоциациясын тудырады. 160 және 560 км аралығында атмосфера 90% атомдық оттегін құрайды.
Corrosion of materials occurring in outer space
Corrosion in space is the corrosion of materials occurring in outer space. Instead of moisture and oxygen acting as the primary corrosion causes, the materials exposed to outer space are subjected to vacuum, bombardment by ultraviolet and X rays, and high energy charged particles (mostly electrons and protons from solar wind). In the upper layers of the atmosphere (between 90–800 km), the atmospheric atoms, ions, and free radicals, most notably atomic oxygen, play a major role. The concentration of atomic oxygen depends on altitude and solar activity, as the bursts of ultraviolet radiation cause photodissociation of molecular oxygen. Between 160 and 560 km, the atmosphere consists of about 90% atomic oxygen.
Материалдар
Ғарыш кеңістігіндегі коррозия қозғалатын бөлшектері бар ғарыш кемелеріне аса әсер етеді. Ертедегі спутниктерде бағытты анықтау мәселесі туындаған. Енді подшипниктер алтынмен қапталады. Әр түрлі материалдар ғарышқа әр түрлі коррозияға төтеп береді. Мысалы, алюминий атомдық оттегінімен баяу эрозияға ұшырайды, ал алтын мен платина коррозияға өте төзімді. Сондықтан ғарыш кемесін қатал ортадан қорғау үшін алтынмен қапталған фольгалар мен ашық беттердегі алтынның жұқа қабаттары қолданылады. Беттерінде жиналған силиций диоксидінің жұқа қабаттары металдарды атомдық оттегі әсерінен қорғай алады; мысалы, Starshine 3 спутнигінің алюминийден жасалған алдыңғы айналары осылай қорғалған. Алайда, қорғаныш қабаттары микрометеориттермен эрозияға ұшырайды. Күміс күміс оксидінің қабатын қалыптастырады, ол ұшқырланып кетеді және қорғаныш қызметі жоқ; Күн элементтерінің күміс байланыстарының біртіндеп ерозиясы орбиталық сәтсіздіктердің себебі болып табылды. Көптеген пластиктер атомдық оттегі мен иондаушы сәулелерге өте сезімтал. Атомдық оттегіні қабылдамайтын қаптамалар, әсіресе пластиктер үшін, жалпы қорғаныс әдісі болып табылады. Силикон негізіндегі бояулар мен қаптамалар жиі қолданылады, өйткені олар сәулеленуге және атомдық оттегіні жақсы қарсы тұрады. Алайда, силиконның беріктігі шектеулі, өйткені атомдық оттегіні пайдаланған бет сынық және жарылуға бейім кремнийге айналады.
Corrosion in space has the highest impact on spacecraft with moving parts. Early satellites tended to develop problems with seizing bearings. Now the bearings are coated with a thin layer of gold. Different materials resist corrosion in space differently. For example, aluminium is slowly eroded by atomic oxygen, while gold and platinum are highly corrosion resistant. Gold coated foils and thin layers of gold on exposed surfaces are therefore used to protect the spacecraft from the harsh environment. Thin layers of silicon dioxide deposited on the surfaces can also protect metals from the effects of atomic oxygen; e. g., the Starshine 3 satellite aluminium front mirrors were protected that way. However, the protective layers are subject to erosion by micrometeorites. Silver builds up a layer of silver oxide, which tends to flake off and has no protective function; such gradual erosion of silver interconnects of solar cells was found to be the cause of some observed in orbit failures. Many plastics are considerably sensitive to atomic oxygen and ionizing radiation. Coatings resistant to atomic oxygen are a common protection method, especially for plastics. Silicone based paints and coatings are frequently employed, due to their excellent resistance to radiation and atomic oxygen. However, the silicone durability is somewhat limited, as the surface exposed to atomic oxygen is converted to silica which is brittle and tends to crack.
Тотығуды шешу
Ғарышқа коррозия процесін белсенді түрде зерттеу жүргізілуде. Олардың бірі - цинк оксиді негізінде жасалған, ғарыш кемесі маңында атомдық оттегі мөлшерін өлшейтін сенсорды жасау.
The process of space corrosion is being actively investigated. One of the efforts aims to design a sensor based on zinc oxide, able to measure the amount of atomic oxygen in the vicinity of the spacecraft; the sensor relies on drop of electrical conductivity of zinc oxide as it absorbs further oxygen.
Басқа проблемалар
Жердің төмен орбитасында ұшқыш силиконның газдан шығуы ғарыш кемесі айналасында ластаушы заттардың бұлтының болуына әкеледі. Атомдық оттегімен бірге бұл кремний диоксиді бар көміртектің жұқа қабаттарының біртіндеп жиналуына әкелуі мүмкін. Олардың аз мөлдірлігі оптикалық жүйелер мен күн батареяларының жағдайында алаңдатады. "Мир" ғарыш станциясындағы күн батареяларында 10 жыл қызмет еткеннен кейін бірнеше микрометрге дейінгі шөгінділер байқалды. Сыртқы ғарышқа ұшыраған құрылымдар үшін проблемалардың басқа көздері - жылдам атомдар мен микрометеориттерден болатын материалдардың эрозиясы мен қайта орналасуы. Тағы бір маңызды мәселе, егер де коррозияға ұшырамайтын болса, циклдік қыздыру мен салқындатудан және жылулық кеңеюдің механикалық қысымдарынан болатын материалдардың шаршауы.
The outgassing of volatile silicones on low Earth orbit devices leads to presence of a cloud of contaminants around the spacecraft. Together with atomic oxygen bombardment, this may lead to gradual deposition of thin layers of carbon containing silicon dioxide. Their poor transparency is a concern in case of optical systems and solar panels. Deposits of up to several micrometers were observed after 10 years of service on the solar panels of the Mir space station. Other sources of problems for structures subjected to outer space are erosion and redeposition of the materials by sputtering caused by fast atoms and micrometeoroids. Another major concern, though of non corrosive kind, is material fatigue caused by cyclical heating and cooling and associated thermal expansion mechanical stresses.